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怎样解决直接加热水箱产生振动和噪音问题
时间: 2014-12-15 13:30:16     来源: 西安郎威机电

  采用锅炉蒸汽生产热水是高校最普遍的一项开水供应和沐浴服务的后勤保障工作。但由于该项工作直接面对广大师生员工,热水用量大且较为集中,因此,决定了热水的供应大多采用直接加热方式。采用直接加热方式生产热水的优点是由于汽、水直接接触,加热迅速,热水产量高,加热设备较为简单,制作成本低;缺点是产生了较大的噪音和振动,形成了一定的噪音污染,并对支撑的结构影响较大,大大缩短了支撑结构的使用寿命。

  为了解决振动会一定程度地损伤水箱和建筑物的问题,我首先对现在使用的加热方式做了一定的理论研究。我公司所采用的直接加热方式为喷射式,其工作原理大致如下:

  由锅炉生产的蒸汽经蒸汽管输送到汽-水喷射器的蒸汽口,经喷射器喷出,在引水室和混合室形成负压,水箱的水在负压的作用下,被从冷水口吸入,在混合室和蒸汽混合成热水后,在蒸汽压力的作用下,从热水口喷出。这样,在水箱内,由于喷射器的循环混合和水的热传导效应,冷水不断加热,形成热水。这种喷射器主要存在的问题是:

  ① 开始加热的一瞬间,由于蒸汽管内存有冷水,这些冷水在蒸汽的压力下会快速排出蒸汽管,但由于在喷嘴处管径迅速减小,给排出的冷水一个很大的阻力,这一个阻力的反作用力会产生瞬间的冲击力,这个冲击力反过来作用在水箱和支撑建筑上,这个冲击力足以造成支撑建筑的损伤。

  ② 在加热过程中,水在汽-水喷射器内由于摩擦和蒸汽的热量释放会产生很大的噪音和振动。

  ③ 汽水混合后,经热水口喷出,然后在水箱内主要通过对流传热。由于对流水流比较集中,水向下流动势能也会转换成一定的冲击力和噪音。

  因此,如果长时间用汽-水喷射器生产热水,水箱和支撑建筑势必会因建筑材料的疲劳破坏特性而缩短使用寿命,沐浴热水箱和开水箱在使用一年多后就导致了水箱和屋面楼板开裂的现象。

  如果能找到在不影响热水产量的情况下,减小直接加热所产生的噪音和振动的加热方式,就可以减小噪音污染和延长支撑和建筑物的使用寿命。

  介于汽-水喷射器主要存在的以上几个问题,解决的思路也逐渐明确:

  ① 消除瞬间冲击力的冲击,让管内的存水在初始蒸汽的压力下很顺畅地排出;

  ② 减小引水室到混合室的摩擦;

  ③ 分散对流水。

  为此,经过构思,初步形成了多孔管式加热器的草图(见下)和工作原理。其原理是

  ① 由于小孔的总面积大致蒸汽管断面面积相等,管内的存水在很小阻力之下就能顺利地排出管外,这势必会消除初始蒸汽压力所产生的冲击力;

  ② 小孔把水箱内的对流水分散成很多股,对流水向下的势能所产生的振动很容易被水消耗掉,从而就会减少由势能所产生的冲击力;

  ③ 由于蒸汽管的连接管件只用了一个,就会比原来大大减小蒸汽摩擦所产生噪音。

  ④由于多孔管小孔的分散性,蒸汽加热就更为均匀,生产热水的时间势必会缩短。

  在实际工作中,我们利用6根1米左右的无缝钢管,按照草图制作了6套多孔管式加热器并替换了原来开水箱和沐浴室热水箱的喷射式加热器,并在加热过程中仔细观察。从实际使用的三个多月来看,噪音只有原来的60%左右,振动只有原来的30%左右,生产相同热水的时间只用了原来汽-水喷射器所用时间的2/3左右,取得了较好的预期效果。



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