印染行业协会：MNIP变声速增压节能装置

　　2012年中国印染行业协会评选出了《第六批中国印染行业节能减排先进技术推荐目录》，共计25项。本期我们将刊登北京上元恒通环保科技有限公司的“MNIP变声速增压节能装置”项目，希望各企业结合自身情况，积极采用节能减排先进技术，提升企业清洁生产水平。如有更多需求请与本版编辑联系。

　　技术内容简介

　　变声速增压装置在美国及俄罗斯，已大面积推广使用。在中国，随着该装置的逐步升级，当初设备存在的对于蒸汽压力变化反应敏感、出水压力及水温控制不稳定等种种问题已得到了彻底解决，已能适应中国的实际使用环境。从近几年该装置在天津，东北，华北，华东的近400台的实际使用状况看，故障率接近为零，已步入大批量实际应用阶段。

　　基本原理

　　MNIP变声速增压节能装置新一代变声速装置，它是利用两相流的最新研究成果和流体力学的最新理论设计的，通过将蒸汽直接注入水中，从而产生热能和机械能来实现节能。流体速度与声速之比叫马赫数(M)，用M可以表示压力变化与密度间的关系，并作为压缩系数的一种表示方式。进入MNIP装置的蒸汽通过喷管在混合室内与水混合产生具有一定计算容积比的蒸汽与水的混合物。混合物的压缩系数(可压缩性)可以大大超过构成混合物的蒸汽或液体分别具有的压缩系数。由于压缩系数与液态介质的干扰速度(声速α)有直接的关系，在两相混合物中声速可以达到很低值，即每秒几十米。只要混合物的流动速度c大于此时的声速值，即马赫数M＝c/α＞1，就产生了超声速。因此，在充有混合物的缸体中，由于同质的汽—水两相混合物的压缩系数的增加，在流体动力作用过程中，产生了超声速突变。继而在不变截面的管道中流动速度向亚声速转变,产生压力激波，使压力剧烈升高，其结果是输出混合物的压力大大地超过驱动液体的输入压力，达到了增压和瞬时加热的效果。

　　MNIP装置由进汽管、混合室、扩散管、进水管、出水管等组成。外观看似两个三通管连接而成，并由4个出入口与外界管道相连接。

　　技术创新点

　　1.设备折旧费用低:首先，该装置运行期间无运转部件,使用时间长(18~20年左右)节能效果明显,很快即可收回设备投资成本,传统换热器中有部分产品因材质和工艺问题，大部分使用期限就是两三年，而且当中存在多次重复投资，也会造成用户经济上的负担。其次，使用该装置还可改善系统工况,因为一般的供暖系统补水箱都不隔绝空气，因此补水中携带大量的氧气，不补水就意味着系统封闭，就能最大限度的减少系统的氧腐蚀，对于延长系统设备和管道的使用寿命都有着重大的意义。再次，因为它是汽水直接混合，不产生冷凝水，每消耗一吨蒸汽，就会有一吨冷凝水补入系统，所以经几天的循环后，系统内循环的为冷凝水，所以系统工况可进一步得到改善，能预防管道结垢堵塞。该装置运行时，多余的水是通过稳压装置排出，系统压力稳定，相对于间接式换热器亏水、补水水压不稳的状况，水力动态特性比较好。 

　　2.不结垢、免维护：装置采用潜艇专用特殊材料制造，加上工作时产生高速冲刷，所以杂质和水垢不容易吸附在装置的内表面，内部不容易结垢，并且运行过程中无复杂运转部件，所以设备无需清垢和防锈处理，耐腐蚀，不需用软化水处理系统，水质适应性强可直接使用井水和自来水。装置体积小，使用寿命长，法兰紧固，拆卸、检修非常方便, 可保证十年免维护使用，每年可节省大量的维修维护费用。.

　　3.安装方便：换热器精巧轻便体积小，占地少，可以多台多层并联，供热能力大，因此相对于间接式换热器无论是操作间空间和所需阀门管件口径都大幅降低，可根据用户不同的安装条件，现场布置，可垂直或水平安装，占用空间小,可大量节省基建投资费用。改造生活热水系统时采用并联的方式，旧设备无须拆除，改造时间短，基本不影响正常热水供应运行。

　　适用范围

　　1.汽—水供暖系统：主要用于集中供热或自备锅炉的汽水换热站，如：生产厂房、生活小区、办公楼及宾馆酒店里的中央空调、地暖、暖气片等形势采暖供热系统，该装置不仅适用于新建项目，而且适用于对现有传统换热器系统的节能改造使用。

　　2.汽转热水供应系统：主要用于工业用热水供应，如：石油、化工、食品及制药等行业的热水供应。用于商业、民用热水供应系统：如居民生活小区、宾馆酒店及洗浴行业等热水供应。 

　　3.变声速装置除用于供热行业外，还可用在电力、化工、橡胶、造纸、制药、食品、印染及水产养殖等诸多领域，用于制药、食品、印染等行业时，可用作搅拌加热设备等。

　　节能减排效果

　　1.节汽、换热效率高：由于汽水直接混合，蒸汽100％地进入网路系统，换热效率接近100％。另外和以前的汽水换热器相比，蒸汽进入量不受系统压力影响，并且压差很大，进入量大，供热能力强，换热过程中冷凝水直接参与系统循环，无冷凝水热损耗，因此可节省蒸汽耗量10%~30%以上。 

　　2.节电：变声速装置是换热器和循环泵的组合，装置可实现无泵自增压输出，其在运行系统中可以大幅度降低原循环泵的运行功率，或者在一定条件下取代循环泵。因为该装置是汽水直接混合，其运行时系统补水量大大减小，因此也节约了补水泵的电耗， 换热器须配置循环泵时功率可以较传统换热器配泵功率小50%~80%,因此节电至少50%~80%。