液-液式熱管餘熱回收器
液-液式熱管餘熱回收器詳細內容介紹
1熱管及熱管式換熱器的發展
1.1熱管工作原理及特點
河北耀一_設備製造有限公司熱管是依靠自身內部工作液體相變來實現傳熱的元件，一般由管殼、吸液芯、工質組成，結構如圖1所示。
管殼通常由金屬製成，兩端焊有端蓋，管殼內壁裝有一層由多孔性物質構成的管芯（若為重力式熱管則無管芯），管內抽真空後注入某種工質，然後密封。熱管可分為蒸發段、juereduanhelengningduansangebufen，dangreyuanzaizhengfaduanduiqigongreshi，gongzhizireyuanxireqihuabianweizhengqi，zhengqizaiyachadezuoyongxiayanzhongjiantongdaogaosuliuxianglingyiduan，zhengqizailengningduanxianglengyuanfangchuqianrehoulengningchengyeti;工(gong)質(zhi)在(zai)蒸(zheng)發(fa)段(duan)蒸(zheng)發(fa)時(shi)，其(qi)氣(qi)液(ye)交(jiao)界(jie)麵(mian)下(xia)凹(ao)，形(xing)成(cheng)許(xu)多(duo)彎(wan)月(yue)形(xing)液(ye)麵(mian)，產(chan)生(sheng)毛(mao)細(xi)壓(ya)力(li)，液(ye)態(tai)工(gong)質(zhi)在(zai)管(guan)芯(xin)毛(mao)細(xi)壓(ya)力(li)和(he)重(zhong)力(li)等(deng)的(de)回(hui)流(liu)動(dong)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)又(you)返(fan)回(hui)蒸(zheng)發(fa)段(duan)，繼(ji)續(xu)吸(xi)熱(re)蒸(zheng)發(fa)，如(ru)此(ci)循(xun)環(huan)往(wang)複(fu)，工(gong)質(zhi)的(de)蒸(zheng)發(fa)和(he)冷(leng)凝(ning)便(bian)把(ba)熱(re)量(liang)不(bu)斷(duan)地(di)從(cong)熱(re)端(duan)傳(chuan)遞(di)到(dao)冷(leng)端(duan)。
由於河北耀一_設備製造有限公司熱管是利用工質的相變換熱來傳遞熱量，因此熱管具有很大的傳熱能力和傳熱效率。另外，熱管還具有優良的等溫性、熱流密度可變性、熱流方向的可逆性、熱二極管與熱開關性、恒溫特性以及對環境的廣泛適應性等一係列優點。
1.2熱管分類
河北耀一_設備製造有限公司熱管按其工作溫度可分為：低溫、中溫及高溫熱管，選用熱管時須根據熱管的工作溫度來選用管內的工質。低溫熱管的工質有丙酮、氨、氟裏昂等;中溫熱管的常用工質有：水、萘等，水的工作溫度為90～250oC，萘的工作溫度為280～400℃;高溫熱管的常用工質有：鈉、鉀等液態金屬，工作溫度一般在450℃以上。熱管按工質回流的動力可分為：吸液芯熱管、重力熱管或兩相閉式熱虹吸管、重力輔助熱管、旋轉式熱管、分離型熱管、電流體動力學熱管、電滲透熱管等。根據熱管翅片與管殼的連接方式可分為：穿片式熱管、鎳鉻合金釺焊熱管、高頻繞焊熱管3種形式。
1.3河北耀一_設備製造有限公司熱管式換熱器結構及分類
由於單根熱管傳熱量有限，於是把單根熱管集中起來，形成一束置於冷、熱源之間，使熱源中的熱量通過熱管束源源不斷地傳至冷源，這_是熱管式換熱器。熱管式換熱器中的熱管元件可以呈錯列三角形排列，也可以呈順列矩形排列。熱管式換熱器由熱管、箱體和中間隔板組成，隔板將箱體分為兩部分，形成冷、熱介質的流道，隔板_liangceliutihubuhunxiao，reguanhengchuangeban，yiduanyureliutijiechu，yiduanyulengliutijiechu，lengreliangduankeanxujiazhuangchipianyizengdachuanremianji。reguanshihuanreqidejibenjiegourutu2所示。
熱管式換熱器按照流體的不同種類可分為：氣一氣型熱管式換熱器，氣一液型熱管式換熱器，液一液型熱管式換熱器;按照熱管式換熱器的結構型式可分為：整體式、分離式、回轉式和組合式。
1.4河北耀一_設備製造有限公司熱管式換熱器的特性
河北耀一_shebeizhizaoyouxiangongsireguanshihuanreqibenshenshiyikaoneibugongzuoyetixiangbianlaishixianchuanrede，erqiekeyizailiangliuticeshixianchihua，zengdalehuanremianji，jianxiaoleliangcededuiliurezu，donglixiaohaoxiao。lingwai，reguanshihuanreqikeyishixianliutiguanwaichuizhiwailveliudonghelengreliutidechunniliuliudong，zaibugaibianlengreliutirukouwendudetiaojianxia，zengdalelengreliutihuanredepingjunwenya;因此熱管式換熱器的傳熱性能好於常規管殼式換熱器。
熱管式換熱器中熱管元件的蒸發段和冷凝段的長度形式可以按實際工況需要合理布置，根據兩側冷熱流體的溫度、流量、性質、傳熱量等因素獨立確定，兩種流體被隔板隔開，彼此互不摻混。熱管式換熱器的這種特點可以適用於溫度、流量及清潔程度相差懸殊的兩種流體間的換熱。
在熱管式換熱器中，當熱管元件的某一端局部損壞時，僅僅是該熱管元件失效而停止傳熱，並且單根熱管元件損壞後_換方便，不會影響換熱器整體。因此，熱管式換熱器結構形式好於常規管殼式換熱器。
2河北耀一_設備製造有限公司熱管技術在工業餘熱回收中的應用
20世紀60～70年代世界上爆發的能源危機，導致燃料短缺、ranliaofeiyongshangzhang，yanzhongdiweixiezheshengchandefazhanherenminshenghuodexuyao，yushipoqieyaoqiurenmenkaifaxinnengyuanhejieyuexianyounengyuan。zaigongyeshengchandegegebumenzhong，youdaliangdejiarelu、窯爐、工業鍋爐等，其排煙溫度在200～500℃之間，排煙餘熱未獲得充分利用，造成能源的嚴重浪費，因此，發展有效的餘熱回收裝置是能源得以合理利用的有效方式。
由於餘熱的低品位性及存在的普遍性，要求餘熱回收裝置能在小傳熱溫壓下傳遞大熱流量，熱回收率高，阻力小，還要求結構簡單、緊湊、經濟，並能妥善處理低溫腐蝕問題。常規形式的換熱器由於傳熱溫壓小、體積龐大、投資費用昂貴，或是由於換熱流程長、阻力大，驅動功耗劇增，運行費用高，或是由於製造複雜、難以維護，或是由於腐蝕、結垢、危wei急ji設she備bei壽shou命ming等deng原yuan因yin，其qi在zai餘yu熱re回hui收shou中zhong的de應ying用yong受shou到dao限xian製zhi。而er熱re管guan式shi換huan熱re器qi以yi其qi優you良liang的de性xing能neng可ke較jiao好hao地di解jie決jue上shang述shu問wen題ti，滿man足zu餘yu熱re回hui收shou的de要yao求qiu。目mu前qian餘yu熱re回hui收shou係xi統tong中zhong的de熱re管guan式shi換huan熱re器qi主zhu要yao有you以yi下xia三san種zhong形xing式shi：熱管式空氣預熱器、熱管式省煤器和熱管式餘熱鍋爐。
reguanshikongqiyureqishichangjiandeqiyiqixingreguanshihuanreqi，tashiliyongpaiyanyure，yurejinruluzidezhurankongqi，bujinkeyijieyueranliao，tigaoranliaodeliyonglv，haikeyijianqingduihuanjingdewuran。reguanshishengmeiqishuyuqiyiyexingreguanshihuanreqi，zaigongyeguoluhuogongyeyaoluzhong，caiyongreguanshishengmeiqiliyongyanqidereliangyureguolugeishuihuoshitigongshenghuoyongreshui。reguanshiyureguolutongchangchengweireguanzhengqifashengqi，reguanshiyureguoluzaireguanlengcewaibiaomiantongguodeliutishiyoujinrudegeishuichanshengzhengqi，keyishuoshiqiyiqixingreguanshihuanreqi，yekeyishuoshiqiyiyexingreguanshihuanreqi。yixiajianyaojieshaoyixiareguanshihuanreqizaiwoguojizhongzhuyaoxingyezhongdeyingyong。
2.1河北耀一_設備製造有限公司熱管式換熱器在電站鍋爐中的應用
福建省永安發電廠2130t/h型燃用加福無煙煤鍋爐，1987年加裝前置式熱管空氣預熱器，低溫段空氣預熱器人口風溫由30～40℃升高到85～90℃，排煙溫度由151℃降低到133℃，鍋爐效率提高了2.68%。四川成都熱電廠5煤粉爐，1987年利用熱管式空氣預熱器代替臥式玻璃管空氣預熱器，排煙溫度降低了21.5℃。灤河發電廠2煤粉爐，1991年利用熱管式空氣預熱器代替回轉式空氣預熱器，年經濟效益250萬元。由於熱管式換熱器具有小溫差下傳遞大熱量的特點，在一般電站鍋爐中作為前置式的空氣預熱器，將會回收利用大量能源。
2.2河北耀一_設備製造有限公司熱管式換熱器在鋼鐵工業中的應用
上海第八鋼鐵廠在四車問軋鋼加熱爐上采用氣-氣型熱管式換熱器，將助燃空氣從20℃預熱到80～90℃，廢氣從280℃下降到190℃，每小時回收廢氣餘熱為419MJ。另外在其三車間軋鋼加熱爐上安裝了一台氣-液型熱管式換熱器作餘熱鍋爐用，軋鋼加熱爐廢氣由350℃下降到300℃以下，每小時回收熱量為47.7MJ，年回收熱量折合標準煤11.59t，經濟效益顯著。馬鋼、寶鋼二期工程采用熱管式餘熱鍋爐回收環冷機300～400℃排風廢熱，產生蒸汽用於預熱燒結混合料或生活取暖等。馬鋼_煉鐵廠7高爐投人運行熱管式空氣預熱器，使廢氣由290～370℃降至150℃，助燃空氣溫度由常溫預熱到200℃，裝置每小時回收熱量3.39GJ，節約燃燒煤氣40%。
2.3河北耀一_設備製造有限公司熱管式換熱器在氮肥工業中的應用
化肥廠造氣工段的餘熱回收是合成氨降耗的主要環節，造氣工段的工藝餘熱包括：上行煤氣顯熱、下行煤氣顯熱、吹風氣顯熱、以及燃燒熱，占合成氨工藝餘熱的40%以上，這部分工藝餘熱熱位較高，利用價值較大。
中、小(xiao)型(xing)氮(dan)肥(fei)廠(chang)利(li)用(yong)熱(re)管(guan)式(shi)換(huan)熱(re)器(qi)對(dui)半(ban)水(shui)煤(mei)氣(qi)和(he)吹(chui)風(feng)氣(qi)進(jin)行(xing)餘(yu)熱(re)回(hui)收(shou)，半(ban)水(shui)煤(mei)氣(qi)通(tong)過(guo)熱(re)管(guan)蒸(zheng)發(fa)器(qi)放(fang)出(chu)熱(re)量(liang)，降(jiang)溫(wen)後(hou)送(song)至(zhi)洗(xi)氣(qi)塔(ta)，吹(chui)風(feng)氣(qi)降(jiang)溫(wen)後(hou)放(fang)空(kong)，同(tong)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)中(zhong)壓(ya)飽(bao)和(he)蒸(zheng)汽(qi)由(you)蒸(zheng)汽(qi)管(guan)道(dao)送(song)至(zhi)除(chu)氧(yang)器(qi)或(huo)進(jin)人(ren)蒸(zheng)汽(qi)管(guan)網(wang)進(jin)行(xing)下(xia)一(yi)步(bu)利(li)用(yong)。大(da)型(xing)化(hua)肥(fei)廠(chang)一(yi)段(duan)轉(zhuan)化(hua)爐(lu)的(de)排(pai)煙(yan)溫(wen)度(du)一(yi)般(ban)在(zai)250～300℃之間，利用熱管式換熱器回收這部分煙氣的餘熱，用於加熱助燃空氣，每小時回收熱量折合燃料輕柴油約1.027t。
2.4河北耀一_設備製造有限公司熱管式換熱器在硫酸工業中的應用
在硫酸生產工藝中，SO：通過接觸器氧化為SO時放出大量熱，使SO幹氣體的溫度高達200～300℃，此時氣體需冷卻後再進人吸收工段，這部分熱量往往被浪費，此時采用氣-液型熱管式換熱器將SO氣體的熱量回收加熱熱水供化堿工藝用，每小時餘熱回收量為892MJ，設備每年按7000工作小時算，餘熱回收節約的燃料折合標準煤214.5t。另外硫酸工業中硫鐵礦沸騰爐與工藝靜電除塵之間和硫磺焚燒爐與轉化工段之間，可以利用熱管式餘熱鍋爐回收950℃以上的工藝氣的高溫餘熱產生中壓蒸汽用於發電或工藝過程。
2.河北耀一_設備製造有限公司熱管式換熱器在石油化工企業中的應用
煉油廠減壓爐於1995年運用熱管式空氣預熱器回收煙氣餘熱，煙氣從365℃降至165℃，空氣從進口溫度20℃升至220℃，每小時回收熱量8.82GJ，此ci熱re管guan式shi空kong氣qi預yu熱re器qi的de成cheng功gong運yun用yong說shuo明ming熱re管guan式shi換huan熱re器qi可ke以yi用yong於yu石shi化hua行xing業ye中zhong一yi些xie燃ran用yong高gao含han硫liu燃ran料liao的de惡e劣lie工gong況kuang。石shi油you化hua工gong企qi業ye中zhong的de許xu多duo加jia熱re爐lu和he裂lie解jie爐lu，例li如ru製zhi造zao乙yi烯xi用yong的de石shi腦nao油you裂lie解jie爐lu，排pai煙yan溫wen度du一yi般ban在zai200～400℃之問，並且燃燒後的廢氣往往不利於排空，采用熱管式空氣預熱器利用這部分廢氣預熱助燃空氣，可以達到很好的節能效果。
國內外許多加熱爐采用了兩種或三種熱管式換熱器相結合的流程來回收煙氣的高溫佘熱。即首先將高溫煙氣通過餘熱鍋爐降至500～600℃，產生1.9～3MPa的蒸汽，降溫後的煙氣通過空氣預熱器將空氣預熱至250℃，煙氣溫度降至300℃以下進人熱管省煤器，將105℃的脫氧水加熱至250℃左右，煙氣溫度降至300℃以下，經引風機送至煙囪排放。這種流程具有很大的經濟_性。
3積灰和低溫腐蝕問題
熱管式換熱器與管殼式換熱器相比具有傳熱效率高、壓力損失小、工作可靠、結構緊湊、冷熱流體不混雜、應用範圍廣、維修費用少等優點，但是也存在著酸露點的低溫腐蝕、水側除垢、氣側清灰等實際問題。各類煙氣不論是燃用固體燃料、液ye體ti或huo氣qi體ti燃ran料liao，都dou不bu同tong程cheng度du地di存cun在zai飛fei灰hui和he煙yan塵chen。含han塵chen煙yan氣qi流liu經jing換huan熱re麵mian造zao成cheng的de積ji灰hui問wen題ti，輕qing則ze增zeng加jia受shou熱re麵mian的de熱re阻zu，降jiang低di換huan熱re器qi的de性xing能neng和he效xiao率lv，使shi煙yan道dao通tong流liu截jie麵mian積ji減jian小xiao，流liu動dong阻zu力li增zeng加jia，增zeng加jia引yin風feng機ji的de電dian耗hao;重則導致煙道阻塞，換熱器失效，被迫停爐撤出運行，嚴重影響了鍋爐運行的安全性和經濟性。
dangranliaozhonghanyouliushi，liuranshaohouxingchengeryanghualiu，qizhongyibufenhuijinyibuyanghuachengsanyanghualiu，sanyanghualiuyuyanqizhongshuizhengqijiehechengliusuanzhengqi，yanqizhongliusuanzhengqideningjiewenduchengweisuanludian，tabishuiludianyaogaohenduo。yanqizhongsanyanghualiuhanliangyuduo，suanludian_愈高。煙氣中硫酸蒸汽本身對受熱麵的工作影響不大，但當它在壁溫低於酸露點的受熱麵上凝結下來時，_會對受熱麵金屬產生嚴重腐蝕作用，這種由於金屬壁低於酸露點而引起的腐蝕稱為低溫腐蝕“。jihuiyudiwenfushixianghuyingxiang，yanzhongshijiangzaochenghuanreqidebaoguansunhuai，yizhibaofei，yincijihuihefushiwentizengyiduchengweireguanshihuanreqizhengchangyunxingdeyidaweixieheyinhuan。
3.1解決積灰問題的措施
影響熱管式換熱器應用的因素主要有：熱re管guan工gong質zhi選xuan擇ze和he熱re管guan換huan熱re器qi的de結jie構gou參can數shu。熱re管guan工gong質zhi的de選xuan擇ze，須xu根gen據ju實shi際ji應ying用yong環huan境jing溫wen度du來lai選xuan擇ze工gong質zhi，現xian在zai還hai沒mei有you一yi種zhong適shi合he各ge種zhong工gong作zuo溫wen度du的de工gong質zhi。在zai對dui熱re管guan式shi換huan熱re器qi進jin行xing設she計ji的de時shi候hou，應ying該gai根gen據ju使shi用yong場chang合he和he具ju體ti條tiao件jian，采cai用yong優you化hua設she計ji方fang法fa，合he理li選xuan擇ze熱re管guan直zhi徑jing、熱管長度、翅片的結構參數（間距、翅片長度、翅片厚度）和he翅chi化hua比bi，根gen據ju煙yan氣qi的de含han塵chen情qing況kuang采cai用yong合he適shi的de翅chi片pian間jian距ju和he管guan間jian距ju等deng。在zai進jin行xing熱re管guan式shi換huan熱re器qi的de設she計ji時shi，對dui於yu高gao粉fen塵chen流liu體ti需xu采cai用yong較jiao大da的de翅chi片pian間jian距ju，翅chi片pian間jian距ju可ke以yi取qu到dao12～20mm，lingwaixuxuanzeheshidechipianxingshi，reguanshihuanreqidaduoxuanyongchuanpianhuoluoxuanxingchanraopian，duiyugaohuifendeqingkuangkeyicaiyongzhouduichengdanliezongxiangzhileichipianhedingtouguan。muqianreguanhuanreshebeideshejiduocaiyongdengzhiliangliusufa，zhezhongfangfadebuzu_是隨著設備內溫度的下降，出口處的密度、動力黏度、導dao熱re係xi數shu有you明ming顯xian變bian化hua，從cong而er引yin起qi出chu口kou處chu流liu體ti的de速su度du大da幅fu下xia降jiang，其qi結jie果guo是shi換huan熱re係xi數shu和he自zi清qing灰hui能neng力li下xia降jiang，造zao成cheng換huan熱re設she備bei積ji灰hui。解jie決jue該gai問wen題ti可ke采cai用yong變bian截jie麵mian設she計ji法fa，以yi等deng體ti積ji流liu速su法fa代dai替ti等deng質zhi量liang流liu速su法fa，如ru要yao維wei持chi體ti積ji流liu速su不bu變bian，隻zhi有you改gai變bian換huan熱re麵mian積ji來lai抵di消xiao密mi度du的de變bian化hua，隨sui著zhe煙yan氣qi溫wen度du的de降jiang低di，將jiang換huan熱re設she備bei的de流liu通tong麵mian積ji減jian小xiao，以yi_進出口具有相同的自清灰能力“除了通過改變熱管式換熱器的結構形式來減小熱管式換熱器的積灰問題外，在防止或減少積灰問題時可以采取以下措施：（1）在煙氣風道允許的阻力降範圍內適當的提高煙氣流速，增強煙氣橫掠熱管元件外壁時的擾動性，使氣流產生自清灰作用;（2）適當提高管壁溫度，管壁壁溫高，管外始終呈幹燥狀態，因此，也_不會結焦不易粘附煙灰，減少灰分凝聚;（3）將熱管式換熱器采取_的傾斜度放置，減少翅片表麵的積灰能力;（4）選擇合適的吹灰裝置定期吹灰，防止堵灰“。另外，近年來研製的回轉式熱管換熱器，_了傳熱送風性能，有效解決了積灰問題。
3.2解決低溫腐蝕問題的措施
在抗低溫腐蝕方麵可以通過調整熱管式換熱器冷、熱段熱管麵積來提高熱管式換熱器的壁溫，控製管壁溫度在露點以上;或在低溫區通過改變熱管管材，采用_鋼如ND鋼製造等;另外，需要控製排煙溫度，使排煙溫度高於露點溫度2O～3O℃，_熱re管guan長chang期qi安an全quan運yun行xing。對dui於yu熱re管guan式shi空kong氣qi預yu熱re器qi可ke以yi采cai用yong空kong氣qi旁pang路lu技ji術shu，即ji在zai空kong氣qi預yu熱re器qi空kong氣qi進jin口kou和he出chu口kou間jian設she置zhi一yi根gen冷leng風feng管guan道dao，管guan道dao中zhong設she置zhi調tiao節jie閥fa門men，通tong過guo控kong製zhi閥fa門men開kai度du_可(ke)以(yi)控(kong)製(zhi)旁(pang)路(lu)的(de)空(kong)氣(qi)量(liang)，從(cong)而(er)控(kong)製(zhi)排(pai)煙(yan)溫(wen)度(du)，避(bi)免(mian)露(lu)點(dian)腐(fu)蝕(shi)。該(gai)技(ji)術(shu)不(bu)增(zeng)加(jia)動(dong)力(li)消(xiao)耗(hao)，旁(pang)路(lu)控(kong)製(zhi)閥(fa)門(men)為(wei)常(chang)溫(wen)閥(fa)門(men)，技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)低(di)，操(cao)作(zuo)簡(jian)單(dan)，使(shi)用(yong)效(xiao)果(guo)_理想。
suizhereguanshihuanreqidejinyibuyanjiuhefazhan，reguanshihuanreqiyongyugongyeyurehuishouxitongzhongjianghuiyoujiaogaodefangjihuiduhuihekangdiwenfushinengli，congerzaimanzujienengjianghaodeqiantixia，_地發揮其節能作用。
4總結
隨著熱管技術日趨發展成熟，熱管式換熱器在電站、鋼鐵、冶金、石油、化工、建材、輕工、製冷空調、電(dian)子(zi)等(deng)領(ling)域(yu)的(de)節(jie)能(neng)應(ying)用(yong)中(zhong)發(fa)揮(hui)著(zhe)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。熱(re)管(guan)技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong)將(jiang)推(tui)進(jin)我(wo)國(guo)節(jie)能(neng)工(gong)作(zuo)的(de)進(jin)程(cheng)，同(tong)時(shi)降(jiang)低(di)對(dui)環(huan)境(jing)的(de)熱(re)汙(wu)染(ran)，是(shi)一(yi)項(xiang)很(hen)有(you)發(fa)展(zhan)前(qian)途(tu)的(de)技(ji)術(shu)。
