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热管技术在工业余热回收中的应用
添加时间:2019-10-04

一、我国余热资源现状

余热是指可以利用但不能利用的热能。余热回收是对余热进行回收利用,提高能源利用率,降低生产成本,保护环境。

包括高温废气余热、冷却介质余热、蒸汽余热、高温产品及炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液及废料余热、高压流体余压。

据调查,各行业余热资源总量占燃料消耗总量的17%-67%,可回收余热资源约占余热资源总量的60%。

二、热管介绍:

热管是一种新型的传热元件,具有很高的导热系数。热管起源于20世纪60年代的美国,1967年,不锈钢水热管***进入地球卫星轨道并成功运行。热管理理论一经提出,世界各国的科学家就高度重视,开展了大量的研究工作,使热管技术得以迅速发展。热管技术主要应用于航空航天领域。20世纪70年代以来,我国开始研究热管。20世纪80年代以来,相继开发出热管燃气换热器、热管燃气水换热器、热管余热锅炉、热管蒸汽发生器、热管热风炉等多种热管产品,使热管在建。材料工业、冶金工业、化工石化工业、电力工程、纺织工业、玻璃工业、电子电气工程等领域得到了广泛的应用。

三.热管的工作原理和特性

热管是依靠工质本身的相变来实现传热的传热元件。它具有超热活性和热灵敏度。加热时吸收,冷却时释放。

热管是余热回收装置的主要导热元件,与普通换热器有本质区别。热管余热回收装置的传热效率可达到98%以上,是普通换热器无法比拟的。

热管余热回收装置小,仅为普通换热器的1/3。其工作原理如下图所示:

以下为烟气通道,上部为洁净空气(水或其他介质)通道,中间有隔板,相互分离,互不干扰。高温烟气从下部通道排出。当烟气排出时,高温烟气冲刷热管。当烟气温度超过30摄氏度时,热管被激活并自动将热量传递到上端。此时,热管下端吸热,高温烟气经热管后温度降低,热量被热管吸收并传递到上端。常温洁净空气(水或其他介质)在风机的作用下,沿上部通道反向流动,冲刷热管。此时,热管的上端释放热量,清洁的空气(水或其他介质)被加热。空气流过热管后,温度升高。

四、热管余热回收装置的性能特点:

1、高安全性和可靠性:

传统的换热器通常是壁对壁换热器。冷的和热的液体流过墙的两边。如果管壁或管壁发生泄漏,将造成停堆损失。热管余热回收装置是一种二次壁换热装置,即通过热管壁蒸发段和管壁冷凝段的热流可以输送到冷却液中。

2、热管余热回收装置传热效率高,节能效果显著。

热管壁的温度可以调节,热管壁的温度可以通过适当的热流转换调节到低温流体露点以上。防止露点腐蚀,保证设备长期运行。由于避免了烟气的露点,粉尘不易附着在管肋和管壁上。同时,热管在传热时会产生自振,使灰不易附着在管壁和翅片上,不会堵塞灰。

3、灵活的安装和结构布置:

热管余热回收装置的安装不需要改变原有的工艺系统。结构设计和位置布置非常灵活,能够适应各种复杂情况。

4、使用寿命长:

使用寿命10年以上,单根热管可拆卸更换,维修简单,成本低。

5、短期投资回收期:

一般情况下,总投资可在6个月至1年内收回。

6、余热回收及余热发电应用领域:

7、在化工石化行业的应用:

小合成氨上下气、中合成氨上下气、合成氨吹气燃烧、合成氨一段转化炉烟气、合成氨二段转化炉300余热回收。每年1000吨。在硫酸工业中的应用:在盐酸、硝酸炉上的应用:与上述4种基本相同。在石化行业的应用:

8、在建材行业的应用:

9、在冶金工业中的应用:

10、回收和利用余热的方法有很多:

1)一般来说,余热综合利用***;二是直接利用;三是间接利用(发电用蒸汽)。

2)余热蒸汽的合理利用顺序为:热电联产;热电联产;生产工艺的利用;日常生活的利用;冷凝发电。

3).余热热水的合理利用顺序为:生产过程常年使用;回锅炉发电;生活用水。

4)合理利用余热空气的顺序为:生产;暖通空调;发电;发电。

11、余热回收技术及回收方法:

12、余热回收方式:不同的设计和余热回收方式会带来完全不同的结果,即余热或蒸汽回收量完全不同。