1、激波加热器运行中的常见故障分析摘 要：激波加热器是在结合传热学、工程热力学、流体力学等学科相关理论的基础上所开发出的一种新型设备，主要具有节能、环保、运行与维护成本低等一系列优点。当前激波加热器已在热力工程中得到广泛应用，并已取得良好的节能效果，但是激波加热器运行过程中的故障问题一直困扰着设备控制人员。本次研究首先阐述了激波加热器的工作原理，分析了激波加热器相比同类加热器的特点，并在此基础上对激波加热器运行过程中的常见故障进行了分析，提出了激波加热器的运行优化策略，以期为我国激波加热器运行管理水平的提升提供理论指导。 关键词：激波加热器；故障分析；运行优化 1 激波加热器的工作原理与特点 1.
2、1 激波加热器的工作原理 激波加热器能够利用蒸汽与水的直接混合来实现生活供热与热水供应，主要由蒸汽喷射段、汽水混合段、射流扩压段三个部分组成，其工作原理图如图 1 所示。激波加热器在运行过程中，蒸汽与水的瞬间混合可形成流态复杂、超可压缩的汽水相流体，混合流体流速可在不消耗机械能的情况下从亚音速迅速升高到超音速；这一瞬时的热量与动量转化也使得设备内的蒸汽快速凝结为高温高压的热水，从而实现供热、热水供应等功能。与常规汽水换热器相比，激波加热器具有换热效率高、节电、节水、易维护等一系列优点。 1.2 激波加热器的特点 与其他类型的加热设备相比，激波加热器主要具有节能、环保、建设成本低、易于管理等方面
3、的特点。 1.2.1 节能。根据相关研究数据，管壳式加热器加热器的热效率约为 75%-85%，螺旋板式加热器的热效率较高，但也仅为 80-85%，而激波加热器的热效率几乎为 100%，较之管壳式加热器与螺旋板式加热器的热效率提高了 20%左右，因此激波加热器的使用也大大节约了能源，在我国能源紧缺的背景下推广激波加热器也将具有更高的社会价值。激波加热器节能的特点是与其自身工作原理的特殊性有关，在设备运行过程中，冷水在通过激波加热器的过程中温度与压力均快速升高，出水压力也将超过进水压力以及蒸汽压力，这也省去了传统加热器中的增压装置与循环装置，进一步降低电能损耗。 1.2.2 环保。与其他换热器相比
4、，激波加热器全部或部分省去了增压装置与循环装置，在降低设备噪声的同时，也进一步减少了能源损耗，从而实现了节能减排的要求，对于环境质量的提高也具有一定的作用。 1.2.3 建设成本低。与管壳式加热器与螺旋板式加热器相比，激波加热器的体积减少了 20-30%，占用空间的减少也意味着建设成本的降低。激波加热器内部没有转动部件，因而故障率较低，设备运行与维护成本也比较低。以激波加热器为基础的热力系统，可以省去疏水阀、凝结水管路、回收装置、增压泵、循环泵等一系列部件，这也进一步降低设备运行成本，另外，还解决了传统管网系统中的跑冒滴漏等问题。 1.2.4 易于管理。激波加热器均采用不锈钢材料，无运转部件，
5、设备操作简单，易于管理。激波加热器在配置自动化控制系统后可实现无人监管，运行管理与日常维护较为简单，不需要拆卸清洗。 2 激波加热器运行中的常见故障分析 2.1 激波加热器运行中的注意事项 在激波加热器的运行过程中，必须注意以下几个方面的问题：在启动激波加热器前，必须保证设备运行所需动力（含水、电、汽）被满足；激波加热器的蒸汽压力及冷水供给压力应保持相对稳定，在启用自动化控制系统时必须保证供电电压稳定在 200-230V；在激波加热器的运行过程中，需要对供暖系统的工作参数进行实时的监控，回水温度应大于供暖温度，供暖温度的控制应根据首站要求；根据供暖温度来调节蒸汽进气量；在蒸气压较高时，应保证出
6、水温度低于 120。 2.2 激波加热器的停机故障分析 停机故障是激波加热器的常见故障，在出现停机故障时，应先关闭设备蒸汽阀门，然后认真查找停机原因并尽快进行故障分析与排除。激波加热器停机故障的原因主要包括以下几个方面：（1）激波加热器蒸汽温度低于 0.08MPa，可以考虑增大蒸汽分汽缸阀门，保证蒸汽压力维持在正常范围内。 （2）回水口压力突然降至极限压力以下，应及时检查设备失水情况，并及时补水。 （3）回水温度过高，可以立即关闭蒸汽阀门降低回水温度。 （4）系统运行所使用的水质较差不好，设备进水口处出现杂物，现场控制人员应拆下设备并清除杂物。 （5）自动控制柜断电，应检查控制柜电源开关是否跳
7、闸。 （6）回水压力超出程序设定的上限或下限，应调节泄水阀或开启补水泵调整回水压力至正常范围。 （7）自控报警设备检测压力的程序设定值为 0.15MPa。设备由于上述造成停机故障原因会出现检测点压力过高的情况（非负值） ，设备非正常运行，需先停机再依上述方法排除故障。 2.3 激波加热器的运行优化 首先应重视激波加热器的优化配置，使激波加热器始终处于最优的运行状态，降低设备运行的故障率。激波加热器的构造和工作原理使其在用蒸汽加热水的同时，还能以蒸汽做动力带动水循环，但这种动力的实现是有条件的。通过总结具体的设备运行经验，可以得出激波加热器稳定运行的关键是需要有基本负荷的保证。所谓基本负荷主要是
8、考虑供热初期及末期（室外温度较高时）的实际供热量，有了基本负荷，激波加热器才能达到最佳的运行状况，并最大程度地降低循环泵的运行功率，直至取消系统循环泵。其次，应合理选择循环泵。在具体的热力工程项目中，循环泵的设置是基于初运行负荷较低、激波加热器不能提供足够的循环动力来考虑的，选择的循环泵的流量为系统的计算水量，扬程考虑了热力站、二次管网及户内系统的总的阻力损失。考虑到激波加热器正常运行时可以降低循环泵的运行功率甚至取消系统循环泵，应选择采用变频调速、可实现自动控制的循环泵。另外，在具体的激波加热器供热系统中，还必须不断完善系统设计。在工程设计中，应全面综合地考虑问题，进行工艺、自控等专业的整体
9、系统设计。系统设计应以合理的设备选型为基础，以激波加热器的正常运行工况为主导，认真考虑激波加热器运行各阶段可能遇到的问题，结合系统自动调节控制的总体设想，对系统的工艺设计进行更为深入的细节处理。 3 结束语 激波加热器是利用蒸汽与水的直接混合来实现生活供热与热水供应等功能新型换热设备，主要由蒸汽喷射段、汽水混合段、射流扩压段三个部分构成。激波加热器运行中停机故障的原因主要包括蒸汽压力较低、回水口压力突然下降、回水温度超过设计温度、系统水质不好、回水压力超出程序设定、检测点压力过高等，在具体的运行管理中，必须保证一定的基本负荷，从而使激波加热器处于较优的运行状态，选择合理的循环泵型号，并对加热系统进行全方位的优化设计，从而有效减少激波加热器的运行故障。 参考文献 1李一鸣，王爱军，武勇，等.激波加热器的特性与运行中常见故障诊断处理J.工程与应用，2008（4）：40-41+44. 2于静，车俊铁.激波加热器在供热管网系统中的应用J.2008，30（4）：446-448. 3赵文瑾，赵斌，陈东升，等.激波加热器J.环境节能与安全，2006（32）：55.
