克雷登蒸汽發(fā)生器性能淺議

摘 要:本文介紹了一種單盤管圈結(jié)構(gòu)、逆流強(qiáng)制換熱的克雷登蒸汽發(fā)生器，同時(shí)分析其結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)，闡述該蒸汽發(fā)生器與傳統(tǒng)鍋爐在技術(shù)、效率和安全性上優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:蒸汽發(fā)生器比較效率

中圖分類號:TK22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(b)-0087-01

安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院位于合肥市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，占地190畝，一期建筑面積約17萬m2，開放床位1000張，于2008年10月18日開業(yè)運(yùn)營。設(shè)計(jì)最大蒸汽耗量約16t/h，主要用于醫(yī)院的冬季采暖、衛(wèi)生熱水、加濕、消毒、食堂等[1]。經(jīng)過考察了解，我們選用了兩臺(tái)EG-504型克雷登蒸汽發(fā)生器，下面從蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)及與傳統(tǒng)管殼鍋爐的情況比較進(jìn)行簡單分析。

1 克雷登蒸汽發(fā)生器的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)特點(diǎn)

1.1 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

為了解決消毒、滅菌等過程中存在的難題，我們選用了克雷登蒸汽發(fā)生器。克雷登蒸汽發(fā)生器是利用燃料的熱能或工業(yè)生產(chǎn)中的余熱，將工質(zhì)加熱到一定溫度和壓力的換熱設(shè)備，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。實(shí)際上這是一種燃油、燃?xì)饪煅b蒸汽鍋爐，它采用高熱阻纖維和封閉式金屬外罩殼作為隔熱層，保溫性能良好，設(shè)有整體鋼結(jié)構(gòu)底座，便于安裝就位，出廠時(shí)已裝好全部附件和電氣控制設(shè)備，接通水源、電源、燃料管道、蒸汽和排放管道，即可立即投入運(yùn)行[2]。單盤管設(shè)計(jì)是克雷登蒸汽發(fā)生器最主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。圖1是單盤管圈逆流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理圖。盤管內(nèi)鍋爐給水從上往下，溫度逐漸升高，汽化成汽水混合物排出。盤管外高溫?zé)煔庥上峦希瑴囟戎饾u降低，最后從煙囪排出。

圖2是典型盤管結(jié)構(gòu)截面圖。燃燒室是盤管水墻襯里，盤管是鍋爐的加熱面，它是一根分直徑(管外徑51mm，壁厚3.0 mm和管外徑73mm，壁厚3.8mm的連續(xù)單管。盤管分直徑是為了適應(yīng)當(dāng)水流經(jīng)盤管被加熱時(shí)密度的變化，以允許水在盤管中膨脹汽化。為了消除可能產(chǎn)生阻礙熱傳遞的汽泡，盤管內(nèi)的水高速通過盤管，水的流速則由漸進(jìn)增大的管子尺寸所控制。盤管是一螺旋形扁平多層螺旋餅的式樣，圈與圈的間距固定，借助于交錯(cuò)排列的盤管管圈以盤管本身作折流板。盤管外環(huán)繞的燃燒氣體高速通過盤管折流板，盤管圈管子間分等的間距能精確地控制燃燒氣體的流速。

1.2 主要技術(shù)特點(diǎn)

利用熱交換逆流構(gòu)思設(shè)計(jì)成的先進(jìn)的單盤管系統(tǒng)是克雷登蒸汽發(fā)生器的心臟，強(qiáng)制逆流傳熱原理是它最主要的技術(shù)特點(diǎn)。由傳熱基本公式Q=K×F×ΔT可知，提高傳熱系數(shù)K，增大傳熱面積F，加大傳熱溫壓ΔT都可以使傳熱量Q增加。在進(jìn)出口溫度相同的條件下，逆流的平均溫壓最大，順流的最小;順流時(shí)冷流體出口溫度必須低于熱流體出口溫度，而逆流則不受此限制，故工程上換熱器一般都采用逆流布置。在鍋爐對流受熱面中，煙氣和工質(zhì)進(jìn)行著熱量交換，一般的蒸汽鍋爐絕大多數(shù)靠自然循環(huán)換熱，即依靠工質(zhì)本身的密度差產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，排煙溫度受蒸汽溫度所限制，而排煙溫度是一個(gè)關(guān)系到熱效率的重要指標(biāo)，排煙溫度低，則熱效率高。克雷登蒸汽發(fā)生器通過采用正排量泵來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制逆流方式，鍋爐給水由水泵由上班下強(qiáng)制的盤管內(nèi)流動(dòng)，而煙氣是由鼓風(fēng)機(jī)由下往上強(qiáng)制在盤管外流動(dòng)，與水流逆流換熱。單盤管圈逆流熱交換設(shè)計(jì)在煙氣最冷點(diǎn)輸入給水，因此排煙溫度與給水溫度緊密相關(guān)，廢氣從加熱管圈溫度最低的地方排出以提供最大的總溫壓，強(qiáng)制流動(dòng)保證在各種負(fù)荷條件下都可以控制溫度梯度，從而保證從煙氣到給水之間最大的熱交換。蒸汽發(fā)生器不但可以從冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)就以最大速率進(jìn)行燃燒，而且低燃燒率下的廢氣溫度比蒸汽溫度低。

2 克雷登蒸汽發(fā)生器與傳統(tǒng)管殼鍋爐的比較

克雷登蒸汽發(fā)生器有諸多優(yōu)點(diǎn)，如給水強(qiáng)制循環(huán)控制、燃燒氣體流速控制、熱力除氧等。蒸汽發(fā)生器的體積小，減少了鍋爐房的土建工程投資，設(shè)備的初投資較臥式管殼鍋爐略高。蒸汽發(fā)生器水容量小，啟動(dòng)快，適應(yīng)醫(yī)院冬季以外大部分時(shí)間的頻繁啟停的工況，減少了能耗。蒸汽發(fā)生器的蒸汽干度高，高品質(zhì)干蒸汽很適合醫(yī)院供應(yīng)室的消毒鍋和加濕系統(tǒng)，對蒸汽的長距離輸送也很有利[3]。蒸汽發(fā)生器是直流鍋爐，沒有蒸汽爆炸的危險(xiǎn)，安全可靠性好。蒸汽發(fā)生器的在運(yùn)行負(fù)荷25%～100%實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，比傳統(tǒng)鍋爐節(jié)省20%～50%的燃料。

3 結(jié)語

從安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院的兩臺(tái)克雷登蒸汽發(fā)生器投入使用的兩年多時(shí)間來看，期間除光電管、風(fēng)葉輪等做了更換外，運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性好、安全可靠，是一種適合醫(yī)院等行業(yè)要求的蒸汽來源。