精品乱轮小说视频,丰满熟妇乱又伦在线无码视频,精品人无码一区二区三区,日韩精品欧美精品亚洲系列,优选av在线电影,色色美熟妇

北京德奧能源技術(shù)有限公司
服務(wù)熱線(xiàn):010-88921661

技術(shù)交流

您當(dāng)前所在位置首頁(yè) >新聞中心

熱管技術(shù)在化工余熱回收中的應(yīng)用

來(lái)源:北京德奧能源技術(shù)有限公司 作者:超管 時(shí)間:2020/10/31 17:15:16 瀏覽:1028 << 返回

摘要:本文通過(guò)實(shí)例介紹了多種熱管式換熱器在化工領(lǐng)域余熱回收中的應(yīng)用,回收廢煙氣中的熱量來(lái)預(yù)熱空氣、水,以及生產(chǎn)蒸汽;分析了熱管換熱器使用中的問(wèn)題,并提出了解決方法;此外,還首次提出了利用密閉腔式換熱器來(lái)回收廢液及廢蒸汽中低品位熱量的可行性。這對(duì)于化工企業(yè)的節(jié)能降耗具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞:熱管;換熱器; 余熱回收;節(jié)能降耗

Heat Pipe Technology Application

 in Chemical Industry Waste Heat Recovery

 

Abstract: In this paper, several different kinds of heat pipe heat exchangers in waste heat recovery application are described in practical examples. The problems and measures in application are also pointed out. In addition, the sealed chamber heat exchanger has been introduced to recovery the energy in waste liquid and vapor originally. The presented equipment and methods will guild factory to save energy and to lower energy consumption.

Keywords: heat pipe; heat exchanger; waste heat recoveryenergy saving

熱管技術(shù)是一種密閉腔內(nèi)的相變傳熱技術(shù)[1]。我國(guó)熱管的工業(yè)應(yīng)用研究開(kāi)發(fā)始于1976年,經(jīng)過(guò)三年的開(kāi)發(fā)研究,首先解決了工業(yè)制造技術(shù)。即:碳鋼-水相容性技術(shù);高真空下的管子充液技術(shù);管子封口技術(shù);冷熱氣流分隔技術(shù)。1980年,我國(guó)第一臺(tái)熱管換熱器在南京投入工業(yè)試運(yùn)行,同年12月通過(guò)江蘇省科委鑒定;19827月,我國(guó)第一臺(tái)碳鋼-水熱管余熱鍋爐在如東化肥廠(chǎng)運(yùn)行成功并通過(guò)鑒定;同年,我國(guó)第一臺(tái)用于高爐熱風(fēng)爐余熱回收的碳鋼-水空氣預(yù)熱器在馬鞍山第一煉鐵廠(chǎng)運(yùn)行成功,至此奠定了熱管技術(shù)在我國(guó)工業(yè)應(yīng)用中的基礎(chǔ)[2]

時(shí)至今日,熱管技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用及研究發(fā)展迅速,可謂遍地開(kāi)花,航天、核電、新能源的開(kāi)發(fā)、民用節(jié)能、電子器件冷卻、化工、動(dòng)力、冶金、陶瓷等行業(yè)都能找到其蹤影,可參見(jiàn)近幾屆的全國(guó)熱管會(huì)議論文集及文獻(xiàn)[3]。

熱管技術(shù)的應(yīng)用分為兩大類(lèi):一是以熱管為單元構(gòu)成的換熱器,二是按熱管工作原理運(yùn)行的整體設(shè)備。在化工行業(yè)中的應(yīng)用的最為成功,也最具代表性當(dāng)屬碳鋼(不銹鋼)-水重力式熱管換熱器,有整體式和分離式兩種主要結(jié)構(gòu)型式,其詳細(xì)結(jié)構(gòu)型式及設(shè)計(jì)計(jì)算可參見(jiàn)文獻(xiàn)[2]。本文將重點(diǎn)介紹熱管技術(shù)及設(shè)備在余熱回收方面應(yīng)用。

1煙氣回收中的應(yīng)用

在化工工業(yè)中,很多余熱是蘊(yùn)含在煙氣中排放的,以合成氨和制酸行業(yè)產(chǎn)生的廢煙氣為最?;厥掌涞蜏赜酂峥捎脕?lái):預(yù)熱助燃空氣、預(yù)熱鍋爐給水、或生產(chǎn)低壓蒸汽作為生產(chǎn)原料;回收高溫余熱產(chǎn)生中壓蒸汽作原料蒸汽補(bǔ)充,或生產(chǎn)高壓蒸汽作為生產(chǎn)的動(dòng)力源。圖1為熱管式換熱器在廢氣余熱回收中的典型流程。

1 煙氣余熱回收流程

在制酸行業(yè)中,由于爐氣中含有較高濃度的SO2、SO3,或HCl,或NO2氣體,一旦與水或水蒸氣接觸便具有強(qiáng)烈的腐蝕性。這便對(duì)設(shè)備提出了特殊的要求, 其必須具有高度的可靠性、安全性和防止低溫露點(diǎn)腐蝕的能力。熱管式換熱器因具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊,不會(huì)發(fā)生漏風(fēng)現(xiàn)象,抗露點(diǎn)腐蝕等優(yōu)點(diǎn),正逐漸替代傳統(tǒng)的列管式和回轉(zhuǎn)式換熱器。這也是熱管式換熱器在該領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用廣泛的一個(gè)主要原因。

1.1空氣預(yù)熱器

一段轉(zhuǎn)化爐是30萬(wàn)噸/年大型合成氨廠(chǎng)的關(guān)鍵設(shè)備。其排出煙氣溫度大多在300℃左右。煙氣量達(dá)140000 ~ 240000 Nm3/h。如果將其降溫到140℃排空,則回收的熱量可達(dá)8400 ~ 15000 kW?;厥者@部分熱量最合理的用途是加熱助燃空氣。資料表明[4]:回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器改為熱管式空氣預(yù)熱器后有如下優(yōu)點(diǎn):免去了回轉(zhuǎn)式電機(jī)的動(dòng)力消耗;熱回收效率提高了18.3%;減少了維修工作量。

2為某廠(chǎng)的熱管空氣預(yù)熱器,a為換熱器內(nèi)部簡(jiǎn)圖,b為實(shí)物照片,采用的是分離式結(jié)構(gòu)型式,連接管線(xiàn)達(dá)50m,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳熱。此外該型式換熱器還可實(shí)現(xiàn)煙氣同時(shí)與多種氣體進(jìn)行熱交換,除了加熱空氣外,還可加熱其他工藝氣體,從而實(shí)現(xiàn)廢熱利用的最大化。

2分離式熱管空氣預(yù)熱器

1.2水預(yù)熱熱器

熱管水預(yù)熱器,或稱(chēng)熱管省煤器,多用于回收低溫?zé)煔庥酂醽?lái)預(yù)熱除氧器給水,或鍋爐給水。水側(cè)通常采用套管聯(lián)箱結(jié)構(gòu)型式,可以承受較高的工作壓力,如圖3a所示。圖3b是為某硫酸廠(chǎng)設(shè)計(jì)的熱管省煤器,配備于年產(chǎn)15萬(wàn)噸硫酸裝置,用于鍋爐給水預(yù)熱。煙氣流量為37000 Nm3/h,進(jìn)出口溫度340/160oC,加熱水量為25/小時(shí),回收熱量2600kW。該換熱器傾斜安裝,煙氣自上而下沖刷熱管,從而避免積灰現(xiàn)象,同時(shí)也不影響熱管工作。還一種常用熱管省煤器為水平夾套式結(jié)構(gòu),如圖3c所示,采用的是徑向偏心熱管,其詳細(xì)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用可參見(jiàn)文獻(xiàn)[5]。


3 熱管省煤器

1.3蒸汽發(fā)生器

熱管蒸汽發(fā)生器,又稱(chēng)熱管余熱鍋爐,兼有水管鍋爐和火管鍋爐的優(yōu)點(diǎn),啟動(dòng)迅速。其結(jié)構(gòu)可以是熱管冷端直接插入汽包,也可以是前面介紹的夾套聯(lián)箱與汽包連通的結(jié)構(gòu)型式,如圖4a所示。年產(chǎn)10萬(wàn)噸硫酸的某硫酸廠(chǎng),采用了一臺(tái)熱管式蒸汽發(fā)生器用以回收SO2爐氣余熱,產(chǎn)生2.5MPa,9.50 噸/小時(shí)飽和蒸汽,回收熱量6497.5kW,如圖4b所示。爐氣經(jīng)過(guò)熱管蒸汽發(fā)生器后降為355℃進(jìn)入電除塵室。圖4a中隔板的下部為熱管的吸熱段,焊有螺旋翅片。上部為熱管的放熱段,采用水夾套結(jié)構(gòu),經(jīng)集箱集汽后經(jīng)上升管與汽包連接。冷熱側(cè)由隔板完全分開(kāi)即使出現(xiàn)有個(gè)別熱管磨損破壞,也只會(huì)是熱管內(nèi)部少量工作流體流入煙道,不會(huì)影響正常生產(chǎn),避免了大量爐水向煙道泄漏而導(dǎo)致停產(chǎn)。各熱管通過(guò)控制加熱段傳熱面積使管壁溫度>230℃,可有效地防止露點(diǎn)腐蝕。如每噸蒸汽按60元計(jì),年運(yùn)行7200小時(shí)效益可達(dá)430余萬(wàn)元,設(shè)備投資可在一年內(nèi)收回。


4熱管式蒸汽發(fā)生器

影響前面提及的熱管換熱器性能和壽命的因素有:低溫酸露點(diǎn)腐蝕、積灰、磨損,以及熱管內(nèi)部產(chǎn)生不凝性氣體,低溫酸露點(diǎn)腐蝕和產(chǎn)生不凝性氣體往往是造成熱管換熱器失效的主要原因。因此,在熱管換熱器制造和使用中應(yīng)注意如下問(wèn)題:

1) 在高溫條件下,碳鋼-水熱管內(nèi)部FeH2O反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生不凝性氫氣,直接導(dǎo)致熱管性能降低。在無(wú)防范條件下,通常熱管換熱器工作一兩年后,其性能要下降30%-50%。為此可采取:熱管內(nèi)表面化學(xué)處理形成鈍化膜;水中加入緩蝕劑;熱管頂部加裝排氣裝置,定期排氣;熱管內(nèi)頂部懸掛H2吸收劑等改善措施;

2) 減少煙氣中酸性氣體的含量,降低酸露點(diǎn)溫度;

3) 提高排煙溫度,避開(kāi)酸露點(diǎn)溫度,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,排煙溫度以高于140oC為宜;

4) 對(duì)煙氣除塵;安排合理的煙氣流速,流速太低容易積灰,太高又會(huì)對(duì)熱管產(chǎn)生磨損,以10m/s 為宜;

5) 煙氣盡量自上而下流動(dòng),對(duì)于水平流向,應(yīng)對(duì)裝置定期除灰,以減少積灰現(xiàn)象;

6) 對(duì)熱管換熱器進(jìn)行定期評(píng)估,方法可參見(jiàn)文獻(xiàn)[6]。

2廢液/汽余熱回收

由于廢液及廢汽量小、不集中以及熱值低等因素,目前在化工企業(yè)中通常不回收此類(lèi)低品位能源。此外,傳統(tǒng)的管殼式換熱器,由于傳熱溫差較小,效率低下,而無(wú)用武之地。

密閉腔式換熱器是熱管技術(shù)衍生的一種新型管殼式換熱器,如圖5所示,其他結(jié)構(gòu)型式參見(jiàn)文獻(xiàn)[7]。密閉腔由兩端孔板與筒體殼體組成,內(nèi)沒(méi)有多余的部件,故而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;同時(shí)冷熱流體均走管內(nèi),可以承受高壓而不至于增加殼體厚度,達(dá)到節(jié)約成本的目的;真空密閉腔內(nèi)為相變傳熱,因而冷、熱流體管束外側(cè)具有較高的傳熱系數(shù),通過(guò)合理對(duì)管箱分程設(shè)置冷、熱流體的流速,或者采取管子內(nèi)側(cè)強(qiáng)化傳熱措施,即可實(shí)現(xiàn)整體換熱器的高效傳熱;即使熱流體溫度在三、四十度,也會(huì)使密閉腔內(nèi)的介質(zhì)汽化進(jìn)行工作。工作時(shí),密閉腔內(nèi)工作介質(zhì)處于飽和狀態(tài),并維持一個(gè)穩(wěn)定的壓力和溫度,當(dāng)調(diào)整冷熱流體任一方的參數(shù),腔內(nèi)的工作介質(zhì)的溫度和壓力回迅速進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,從而方便控制另一側(cè)的出口溫度。總的說(shuō)來(lái),該換熱器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、熱相應(yīng)快、熱控方便、易于清洗、傳熱效率高,節(jié)能效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。

 

5密閉腔式換熱器

該換熱器結(jié)構(gòu)可大可小,對(duì)于小流量廢液或廢汽,可將其作為小型管道設(shè)備來(lái)使用,直接加熱附近的其他低溫流體介質(zhì),或者加熱水作為伴熱用于管道或設(shè)備的保溫,以及其他用途。對(duì)于用于廢汽回收,熱流體管道可以加粗,內(nèi)部放置導(dǎo)流片,來(lái)增加蒸汽的湍流效果。

該型式換熱器還未在工程實(shí)踐中應(yīng)用,處于試驗(yàn)和規(guī)范設(shè)計(jì)計(jì)算階段。除了用于廢液/汽余熱回收外,還可用于:化工單元操作中的的液-液換熱設(shè)備;管式反應(yīng)器,可以精確地控制反應(yīng)管內(nèi)的工作溫度;電加熱器,以電為熱源加熱液體介質(zhì)。

3結(jié)論

通過(guò)具體的實(shí)例介紹了多種熱管換熱器在化工廢氣余熱回收中的經(jīng)典應(yīng)用,并詳細(xì)介紹了密閉腔式換熱器及其回收廢液和廢汽中低品位熱量的可行性。

在整個(gè)社會(huì)倡導(dǎo)節(jié)能降耗減排的今天,為熱管技術(shù)及設(shè)備的推廣應(yīng)用鋪平了道路。在化工領(lǐng)域中,除了應(yīng)用于余熱回收,熱管技術(shù)還將滲透到化工單元操作中換熱、攪拌、反應(yīng)、分離等多個(gè)環(huán)節(jié),從根本上提高能源利用率,改善產(chǎn)品質(zhì)量。

獻(xiàn)

[1] Cotter T P. Theory of heat pipes[R]. Los Alamos Scientific Lab. Report No. LA-3246-MS. 1965

[2] 莊駿, 張紅. 熱管技術(shù)及其工程應(yīng)用[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2000. 2-4

[3] 馬永錫, 張紅. 電子器件發(fā)熱與冷卻技術(shù)[J]. 化工進(jìn)展, 2006, 25(6): 670-674.

[4] 李綱, 陳式榮. 熱管式空氣預(yù)熱器在我廠(chǎng)的應(yīng)用[D]. 西南大化肥第5屆年會(huì),1994.10

[5] 牟楷, 王虹. 硫磺制酸中的中、低溫余熱的利用-徑向熱管省煤器的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用[J]. 磷肥與復(fù)肥, 2003, 18(6):39-42.

[6] 馬永錫, 儲(chǔ)小燕, 張紅. 在役熱管有效性模糊評(píng)估技術(shù)的研究[J]. 石油化工設(shè)備, 2005, 34(4): 6-9.

[7] 馬永錫, 密閉腔式換熱器[P], 中國(guó), CN200710039328.4, 2008.8.

 

上一篇:水蒸汽噴射泵結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算系統(tǒng)的建立
下一篇:噴射器設(shè)計(jì)及其計(jì)算
聯(lián)系方式銷(xiāo)售服務(wù):13331097281 ?010-88921661
技術(shù)服務(wù):18618398668
傳      真:010-68889806
網(wǎng)址:http://www.nnzhinc.com.cn
郵箱:bjdeao@163.com   郵編:100043
地址:北京市石景山區(qū)楊莊大街69號(hào)中關(guān)村科技園石景山園
微信公眾號(hào)
手機(jī)訪(fǎng)問(wèn)
平远县| 德惠市| 威远县| 花莲县| 进贤县| 四川省| 永清县| 天津市| 呼图壁县| 阿勒泰市| 从江县| 封开县| 资溪县| 新绛县| 临海市| 太保市| 松滋市| 鹤峰县|