热交换装置

装置分类

将一种流体的热量传给另一种流体的装置。分为混合式和表面式两种。混合式热交换装置中的传热过程是通过热流体与冷流体的直接混合。混合式凝汽器就是混合热交换装置的一种。表面式热交换装置中热量由一种流体通过固体壁传给另一种流体。火电厂内使用的蒸汽加热器、蒸发器、热力网水加热器、汽轮机的表面式凝汽器都是表面式热交换装置。

• 蒸发器

一种表面式热交换装置。有立式和卧式两种。其中水的运动是依靠水与汽水混合物比重不同而形成的自然循环。为了减少二次蒸汽带水，除了要保证一定的蒸汽空间外，还在蒸汽出口处装有汽水分离装置。当二次蒸汽供汽量较大时，可以采用并联方式增加蒸发器的个数。

• 热力网水加热器

类似低压回热加热器（见给水加热器）的一种表面式热交换装置。水在管内流动，加热蒸汽在管外凝结。热力网加热器按功用可分为基本负荷加热器和尖峰负荷加热器。基本负荷加热器应用汽轮机0.12～0.25兆帕调整抽汽(见热电联产)为热源，可把热力网水加热到95℃以上，能满足一般供暖需要。尖峰负荷加热器使用更高压力的汽轮机抽汽把水加热到 130～150℃或更高,它只在最冷的短期内与基本负荷加热器串联运行。采用这种分级加热的目的是为了节省高压抽汽以提高热经济性。此外，为了节约热力网管道的投资和热力网循环水泵的电力消耗，有些国家广泛采用在整个供暖期都使用高温水大温差的供暖系统。如欧洲大部分地区采用200/70℃,美国多数为160/80℃,苏联则为150/70℃。

除垢原理：

以水为介质的热交换设备或管道等结垢问题是困扰人们的重大难题，热交换装置管壁上坚硬沉积物（水垢）会大大降低交换器的参数，管道结垢会堵塞系统水量的正常通行，因而不得不进行清洗。传统的清洗方法有机械清洗法和化学清洗法。不管使用机械法或者化学法，都必须使换热装置停止运行，部分拆开，并使用相当有害的化学药剂如盐酸进行清洗。特别在冬季，由于热交换装置的数量很多，其中许多体积巨大，又缺乏足够的优质的化学处理过的水（尤其是在那些远离工业中心的地区），因而清洗热交换器以及把使用过的清洗药剂无害化处理的费用极其巨大。除此之外，用传统方法清洗热交换器水垢的工作即肮脏，又有害于工人的健康。 与水垢作斗争的最佳方法，是防止水垢形成。传统的防水垢方法是对水进行化学处理，即用钠离子交换床把水中的硬质盐分离出去。为了保证交换床的工作，必须定期更换用于水处理的树脂，并对排出物进行无害化处理。但是，即便花费了大量资金建起水处理设施，并使其运行，也不能产生百分之百的防垢效果，因为在水中通常还含有其他非离子交换床所能滤掉的物质，如铁的化合物等。

超声波除垢法优于传统方法之处，在于不需使用任何药剂，也就是说，不需要向水中加入任何物质。超声波除垢法的原理在于用超声波震荡使热交换器的金属结构及其中的水也产生震荡，在这些震荡的作用下，水中的硬度盐开始结晶，并不会附着在以同样超声频率震荡的管壁上。