新型節能傳熱元件-熱管

第1期鍋爐制造2010年1月BOILER MANUFACTURINGJan.2010文章編號:CN23-1249(2010)01-0060-03新型節能傳熱元件一熱管呂震宇,周保東(哈爾濱鍋爐廠(chǎng)有服責任公司,黑龍江哈爾濱150046)摘要:本文主要介紹了熱管的工作原理及其在T業(yè)鍋爐節能中的應用,以及熱管省煤器、熱管預熱器在鍋爐行業(yè)中與傳統結構相比較所表現出的卓越性能及優(yōu)點(diǎn),并對其未來(lái)的發(fā)展提出展望。關(guān)鍵詞:熱管;熱管省煤器;熱管空氣預熱器;節能中圖分類(lèi)號:TK225文獻標識碼:BA New Type of Cconomic Heat-transfer Element -heat pipeLi Zhenyu, Zhou BaodongHarbin Boiler Co Ltd, Harbin 150046, China)Abstract It introduces the working principle of heat pipe as well as its application in energy savingof industry boiler, and the advantage of heat- pipe economizer and air preheater in boiler wordscompared to the conversal devices, then we bring forward its prospect in the futureKey words heat pipe heat-pipe economizer heat - pipe air preheater energy saving0引言熱,可控制溫度等一系列優(yōu)點(diǎn)熱管可以根據不同使用條件,設計成低溫熱現今世界各國經(jīng)濟發(fā)展中都面臨兩個(gè)重要問(wèn)管、中溫熱管、高溫熱管等,管內填充的工質(zhì)也相題:能源和環(huán)保,能源是一個(gè)國家經(jīng)濟持續發(fā)展的應有所不同。填充的工質(zhì)主要有水、酒精、鈉鉀基礎,隨著(zhù)地球人口急劇增長(cháng),對能源的需求量會(huì )等。根據使用條件選擇使用高、中、低溫熱管,并越來(lái)越大,供需矛盾加劇,為此國家制定了:開(kāi)發(fā)相應注意現場(chǎng)保管條件,防止以水為介質(zhì)的低溫與節約并重,近期要把節能放在優(yōu)先地位,大力開(kāi)熱管發(fā)生凍裂現象。展節能為中心的技術(shù)改造。由熱管組成的熱管換熱器具有傳熱效率高,1熱管工作原理結構緊湊,流體阻力小,有利于控制露點(diǎn)腐蝕等優(yōu)點(diǎn).目前熱管技術(shù)已廣泛應用于航天、電子、醫學(xué)熱管是一種通過(guò)相變傳熱、具有超導熱性能冶金,化工,鍋爐,煉油、核反應堆冷卻等行業(yè)以及的傳熱元件,它通過(guò)管內工作介質(zhì)的相變所產(chǎn)生青藏鐵路建設和高海拔永久凍土層中。的潛熱來(lái)傳遞熱量。因此,它傳熱能力大,傳熱效本文著(zhù)重介紹一種重力熱管在鍋爐中的應率高,是傳熱技術(shù)中近十年來(lái)出現的一項高效傳用,其工作原理為:熱管吸收段受熱,管內工質(zhì)吸熱研究成果,它具有極高的導熱性和較高的等溫收廢氣熱量,工質(zhì)溫度升高后以蒸發(fā)和沸騰的形性,冷熱兩側的傳熱面積可任意改變,可遠距離傳式轉蒸汽在壓差的作用下上升到放熱中國煤化工收稿日期:2009-04-16CNMHG作者簡(jiǎn)介:呂震宇(19m2-),男,1993年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)(原哈爾濱電工學(xué)院),工程師,現任啥爾濱鍋爐廠(chǎng)有限責任公司工藝員呂震宇,等:新型節能傳熱元件一熱管6l·段,同時(shí)凝結成液體放出汽化潛熱,熱量傳遞給流量導向冷流體,由于熱管內部壓力接近真空,所以體,冷凝液依靠重力回流到吸熱段完成一個(gè)循環(huán),管內填充的工質(zhì)極易沸騰和蒸發(fā),熱管啟動(dòng)迅速,如圖1所示。并可回收低溫余熱,為了加大傳熱效果熱管吸熱這樣周而復始的循環(huán),不斷的將熱流體的熱端還可加裝翅片以強化傳熱。翅片管段熱管段工質(zhì)側(放出熱量)煙氣側(吸收熱量)圖1.工作原理2熱管在鍋爐上的應用在鍋爐行業(yè),熱管主要應用于熱管空氣預熱器和熱管省煤器上?，F以遼河油田熱電廠(chǎng)正在運行的某公司生產(chǎn)的75T/H循環(huán)流化床為例,該鍋爐空氣預熱器采用了某廠(chǎng)生產(chǎn)的熱管空氣預熱器(見(jiàn)圖2),該鍋爐的一次風(fēng)是經(jīng)過(guò)空氣預熱器預熱后由布風(fēng)板和空氣進(jìn)口爐膛下部引人。經(jīng)過(guò)兩年的運行和調整,國家火電設備性能煙氣出口檢測中心對該鍋爐進(jìn)行了考核,與熱管空氣預熱器運行有關(guān)的測試參數如表1所示。圖2熱管空氣預熱器表1鍋爐測試主要數據匯總表單位額定工況1額定T況20工況30工況沒(méi)計數據鍋爐蒸發(fā)量主汽溫度443.2447.0主汽壓力3.253.82空預器入口煙溫222.6226.0222.7214.9空預器出口煙溫160.41910500空預器入口風(fēng)溫空預器出口風(fēng)溫125.5排煙損失6.7896.8346.47鍋爐效率88.8288.3試驗數據結果表明熱管空氣預熱器在75T/H造,其中一端與煙氣換熱,管內工質(zhì)汽化后上升到循環(huán)流化床回收煙氣余熱,預熱一次風(fēng)的運行中工質(zhì)中國煤化工邊由水包圍熱是成功的,基本達到了不同T況下的設計要求。管內另外一種換熱裝置是熱管式省煤器。H出NMHG凝結回流釋放出熱遞熱管式省煤器的受熱元件采用無(wú)縫鋼管制下轉第64頁(yè)]總第219期接觸交換熱量。水被冷卻后落到地面。由于中和1.5×282662.4=423993.6元,扣除中和池池頂部是300mm厚的混凝土層,不易拆除,因此17KW水泵電機耗電量,正常運行電流14A,P=在上面制作了一個(gè)12×9×0.5m3的鋼板池來(lái)回0.8×3×1×V=0.8××14×380=7.37KW收水,經(jīng)過(guò)中和池的通風(fēng)口流回到中和池中。按發(fā)電成本0.4825元計算,則耗電費用為0.482此系統經(jīng)過(guò)試驗運行取得了明顯的效果機5×737×24×136=11606.87元,則實(shí)際節約的組出口水溫度為18℃,冷卻后溫度為10℃,可費用為42399.6-11606.87=412386.73元。以保證機組安全穩定經(jīng)濟運行。5結論4經(jīng)濟效益和社會(huì )效益此冷卻系統可節約水、電費用遠遠大于改造4.1節水成本。經(jīng)連續多個(gè)冬天運行,在嚴重枯水期減少冬季運行時(shí)冷油器每小時(shí)耗水25噸,4臺空了工業(yè)水用量,減少了運行成本,節約了水資源。冷器每小時(shí)耗水272噸。按冬季工業(yè)水最低溫度保證了熱電廠(chǎng)正常安全生產(chǎn),發(fā)電供熱質(zhì)量好5-10℃運行時(shí)冷油器閥門(mén)開(kāi)度為20%,空冷器維護了社會(huì )穩定,取得了經(jīng)濟效益和社會(huì )效益的閥門(mén)開(kāi)度為30%,則一天耗水量為(25×20%+雙豐收。272×30%)×24=2078.4噸。采暖期運行136天,則節約用水:20784x136=28262.4噸。參考文獻4.2節約水費[1]《汽輪機附屬設備》沈陽(yáng)電力學(xué)校按工業(yè)水成本價(jià)1.5元/噸計算,節約資金[上接第61頁(yè)]為65~70℃,低溫腐蝕嚴重。而熱管式省煤器在這種熱管省煤器在正常情況下,其出水溫度給水溫度為60℃.煙溫為170℃時(shí),管壁溫度為小于80度,其換熱面布置分為兩部分,一部分聯(lián)134℃,高于煙氣酸露點(diǎn)溫度,從而防止了因管壁箱體,一部分為熱管,其熱管的換熱量占總換熱量溫度過(guò)低造成的酸露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題90%。根據傳熱公式Q=KH△T分析,在低溫余根據這幾年來(lái)對幾家安裝了熱管式省煤器的熱回收中其對數平均溫差很小,如果想提高傳熱鍋爐用戶(hù)的跟蹤調查數據,其經(jīng)濟效益非常顯著(zhù)量Q值,則只能提高K值或增大傳熱面積H?；旧袭斈昙纯墒栈赝顿Y。對于鋼管省煤器和鑄鐵省煤器而言,增加受熱面積H受到了結構空間限制而提高K值則必3結語(yǔ)須提高煙氣流速,根據《鍋爐設備空氣動(dòng)力計算由熱管元件組成的熱管省煤器和熱管空氣預標準方法》有關(guān)內容,煙氣阻力與煙氣流速的平熱器,具有冷,熱流體分開(kāi),安裝方便結構簡(jiǎn)單,方成正比,其阻力增加很大將大幅度增加電廠(chǎng)的占地面積小,不需維修等特點(diǎn)。使用壽命5-7動(dòng)力消耗長(cháng)期運行很不經(jīng)濟。而熱管式省煤器年,投資回收期一般在一年之內,提高余熱利用率由于其吸熱端可采取增加翅片的方法來(lái)增大傳熱約30%,節約能源10%左右,對其它設備無(wú)影響面積繼而增加了傳熱量Q?？朔虽摴苁∶浩饔挚蓽p少大氣污染。所以熱管技術(shù)是當今取代鋼和鑄鐵省煤器由于空間限制無(wú)法增加受熱面積H管省煤器、鑄鐵省煤器和列管式空氣預熱器的更的問(wèn)題大大提高了換熱效果,節省了省煤器所占新?lián)Q代產(chǎn)品。相信不久的將來(lái),熱管技術(shù)會(huì )在越用空間。即:熱管省煤器具有占地面積小,結構緊來(lái)越多的領(lǐng)域發(fā)揮出更大的作用。湊等優(yōu)點(diǎn)。在低溫余熱回收中,還必須考慮到酸露點(diǎn)腐參考文獻蝕的問(wèn)題。我國發(fā)電行業(yè)多數是以燃煤為主,煙[1]《鍋爐原理》(西安交通大學(xué))氣的酸露點(diǎn)較低,如含流1%的煤,其酸露點(diǎn)在[2120-130℃之間。這樣鋼管式省煤器的低溫部[3分則不可避免地受到低溫露點(diǎn)的腐蝕,如進(jìn)口水[4YH中國煤化工學(xué)熱工教研室)CNMHG方法》溫為60℃,煙氣溫度為270℃時(shí),其煙氣側壁溫