姚志强

【摘要】主要介绍人防工程中柴油发电机组尾气余热利用的一般做法、热交换器的原理、以及示例工程的设备计算与选型。

【关键词】人防工程；发电机组；生活热水；废热利用

随着我国经济技术的飞速发展，能源的供应也越来越紧张，近几年来，柴油发电机组也得到了广泛的应用。由于体积小，灵活，轻便，配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于铁路矿山，野外工地，道路交通维护以及工厂、企业、医院等重要建筑，作为备用电源或临时电源。

柴油发电机组在运行过程中，其尾气温度可达到400到600多摄氏度，其冷却水能达到55至85摄氏度左右，据测算，这两部份的排热量是整个柴油发电机组产热量的50%左右，这个余热量是非常巨大的，提高柴油发电机组余热的利用水平是能源环境工程领域中的一个重要课题。在理论技术高度发展的今天，余热的综合利用研究备受重视。

下面我们来看一下柴油发电机组的废热是怎样转换成生活热水的。原理图如下：

由上图可以看出，热水循环泵从热水保温箱抽水.送至针型管热交换器内部与柴油发电机组排烟管道的废气进行充分热交换后，再流回热水保温箱，达到废热转换成生活热水的目的。

1、针型管热交换器的内部结构

其构造如图所示：

针形管热交换器，是专为柴油发电机

组的烟气余热回收而设计的专用高效节能

产品。采用针形管热管为全翅片管，强化

传热元件扩展受热面，水管烟侧的受热面

可大大增加，同时烟气流经针形管表面时

形成强烈的紊流，起到提高传热效率和减少烟灰积聚的作用。该热交换器具有结构简单、热效率高、运行寿命长、安全可靠、维护方便等优点。

2、针型管热交换器的工作原理

当工作时，高温烟气从左侧烟气进口通道向右流动冲刷热管，此时热管吸热，烟气放热温度下降。热管将吸收的热量导致管内的冷水，从而达到废热转换成热水的目的。

3、废热回收技术在人防工程中的应用

在人防工程中，淋浴间的热水，是通过安装容积式电热水器加热供给的。医疗救护工程人员淋浴洗消用热水温宜按37-40摄氏度计算，其它工程人员沐浴洗消用热水温度按32-35摄氏度计算。加热设备应能在使用前3小时内将全部淋浴用水加热至设计温度。

以一个核5级常5级专业队员掩蔽部为例，掩蔽人数为200人，需供热水的卫生器具套数为4套，洗消人员百分数为20%，最冷月平均给水温度为5摄氏度。电站内柴油发电机功率为：200KW。

解：

由以上条件得出：热水供应量为：4*400=1600L

人员洗消用水量标准为40L/（人·次）计算，淋浴器和洗脸盆的热水供应量宜按320～400L/套计算。

1600升35摄氏度热水所需要的热量为：

设计耗热量为：Q=q*p*（fr-t1）*C

代入公式：Q=1600*1*（35-5）*4 187=200976千焦

0——熱水总耗热量（KJ）

q——人员洗消总用水量（L）

p——热水的密度（Kg/L）

tr——热水温度（℃），按tr=32-35C

tl——冷水温度（℃），接当地最冷月平均给水温度计算。

C——水的比热C=4.187[KJ/（Kg·℃）]

因为人防工程热水的加热时间一般按3小时考虑，则：

200976干焦/3小时=66992千焦，小时

也就是说每小时回收66992千焦以上的热量的热交换器即可满足加热要求。

从以上表格内热交换器的型号参数可得知，型号为RYRHS-1A的热交换器回收热为：

5万Kcal/h转换成千焦每小时：209300KJ/h

那么人防淋浴间所需的1600L热水量，按照5万Kcal/h的吸热速度，要多久才能达到35度呢？

解：200976KJ/209300KJ/h=0.96小时

这个0.96小时满足规定的3小时内把水温加热到35摄氏度的要求。

选用热交换器时应注意：

（1）烟道的出入口径尺寸不应小于柴油发电机组尾气排烟管的口径尺寸。

（2）热交换器的可回收热量必须保证3小时内可以把热水供应量加热至指定温度。

从现在人防地下室的给排水设计来看.绝大多数设计人员均采用的是电热水器加热人防室内的洗消用水。由于战时，地下室本身资源有限，在平时电源被破坏后，才使用柴油发电机组发电，而柴油发电站内的最大储油量只能保证柴油机组运行7天的时间。

如果采用废热回收技术，可以大大节约柴油发电机组的油量，以延长运行时长。

相信，随着废热回收技术的普及，会有越来越多的设计人员采用此项废热回收技术进行设计。