热管本领在产业余热回收中的应用

厉晓英

山东豪放化工本领

引言

热管本领是20世纪60年月呈现的一种传热新本领，是传热周围的巨大首创和科技成就，给人类社会带来庞大的有用代价。本文要紧先容了热管换热器的根基个性及其在产业余热回收中的应用。

1后台

年,Gauler[1]提议了热管的道理。年,L.Trefethen再次提议相同于Gauler的传热元件,但因故未能推行。直到年,Grover[2]等人自力地提议了相同于Gauler的传热元件,而且取名热管。我国于年发端热管的研发办事。今朝，我国的热管本领产业化应用的开采探索进展飞快，热管本领曾经在化工及石化、建材及轻纺织产业、冶金产业、电力电子、航天、内燃机等周围等赢得了遍及的应用。

20世纪60～70年月天下上暴发的动力险情，致使燃料欠缺、燃料花费高涨，严峻地威逼着临盆的进展和群众生涯的须要，因而紧急请求人们开采新动力和节省现有动力。在产业临盆的各个部门中，有大批的加热炉、窑炉、产业汽锅等，其排烟温度在～℃之间，排烟余热未赢得充足行使，孕育动力的严峻铺张，因而，进展有用的余热回收安装是动力得以公道行使的有用方法[3]。今朝，热管换热器在余热回收上赢得了遍及应用。

2热管换热器的构造

行使热管能够便利地在热源与冷源间完结热通报，把几许歧路热管组装成一体，中心用隔板把热管的挥发段和凝固段隔绝，孕育了冷、热介质的流道，把热源中的热量源源持续地传给冷源，这类热管元件的组装体便是热管换热器[4]。

热管换热器罕见的构造如图1所示。典范的热管换热器，其形状个别为长方体，要紧部件为热管管教、外壳、隔板。热管的挥发段和凝固段被隔板隔绝。热管管教、外壳、隔板构成了冷、热流体的流道。隔板对热管管教起部份支持影响，其要紧成效是密封流道，以防范两种流体的互相浸透。热管元件的挥发段和凝固段外壁均加装翅片，其目标是加强一切传热经过；双侧流体均为笔直横掠起伏，升高了传热系数。为防范烟气积尘淤塞，烟气侧翅片间距较大；在空气侧，气流较洁净，为了赢得较高的翅化系数，肋片间距可取小些。热管管教个别为错列安排，如许能够使传热系数升高。

图1热管换热器构造图

3热管换热器的根基个性

热管换热器与此形状势的换热器对照起来有很多的益处，但最实质的和最奇特的有如下几点热管具犹如下特色[5]：

（1）热管换热器的构造决计了它是典范的逆流换热，由于近于等温办事，因而热管换热工具备较高的换热效率，比旧例换热器的传热系数大10～20倍。

（2）每根热管完整自力，某根或一些热管被侵蚀穿透，不会影响此外热管办事，也不会孕育漏风，并可拆卸，易于安设和调换。

（3）冷热流体的换热均是在管外貌面举行的，是以可经过在热管冷、热侧焊接翅片以加强传热，增大气体换热系数，升高换热器的传热效率。

（4）能够便利地经过调换热管数目或冷、热侧的传热面积近来升高管壁温度，有用防范烟气孕育的低温侵蚀。

（5）能够采纳变截面构造，使流体等速流过换热器，升高流体在换热器出口处的流速，有用防范堵灰表象。

（6）冷、热流体都在管外起伏，流体通道简洁、阻力小。冷热流体之间用中隔板严谨隔绝，防范互相泄露。即便有的热管一端分裂，冷热液体也不会互相勾结。

（7）热管换热器无任何运行部件，因而无动力损耗，运行保护花费低，办事平安靠得住。热管被磨损后，可翻转°应用，拉长命命。

4热管换热器在余热回收中的应用

由于余热的下档次性及存在的广大性，请求余热回收安装能在小传热温压下通报大热流量，热回收率高，阻力小，还请求构造简洁、紧凑、经济，并能允洽管教低温侵蚀题目。旧例换热器由于传热温压小、体积硕大、投资花费昂贵，或是由于换热过程长、阻力大，启动功耗剧增，运行花费高，或是由于缔造繁杂、难以保护，或是由于侵蚀、结垢、急迫做战寿命等道理，其在余热回收中的应用遭到束缚。而热管式换热器以其优秀的机能可较好地处理上述题目，知足余热回收的请求。今朝余热回收系统中的热管式换热器要紧有如下三种形势：热管式空气预热器、热管式省煤器和热管式余热汽锅。

热管式空气预热器是罕见的气-气型热管式换热器，它是行使排烟余热，预热加入炉子的助燃空气，不但能够节省燃料，升高燃料的行使率，还能够加重对处境的玷污。热管式省煤器属于气-液型热管式换热器，在产业汽锅或产业窑炉中，采纳热管式省煤器行使烟气的热量预热汽锅给水或是供给生涯用开水。热管式余热汽锅个别称为热管蒸汽产生器，热管式余热汽锅在热管冷侧外貌面经过的流体是由加入的给水孕育蒸汽，能够说是气-气型热管式换热器，也能够说是气-液型热管式换热器。

如下扼要先容一下热管式换热器在我国几种要紧行业中的应用。

4.1热管式换热器在电站汽锅中的应用

福建省永安发电厂2＃t/h型燃用加福无烟煤汽锅，年加装前置式热管空气预热器，低温段空气预热器出口风温由30～40℃抬高到85～90℃，排烟温度由℃低沉到℃，汽锅效率升高了2.68％。

四川成都热电厂5＃煤粉炉，年行使热管式空气预热器取代卧式玻璃管空气预热器，排烟温度低沉了21.5℃。滦河发电厂2＃煤粉炉，年行使热管式空气预热器取代反转式空气预热器，年经济效力万元[6]。

由于热管式换热工具备小温差下通报大热量的特色，在个别电站汽锅中做为前置式的空气预热器，将会回收行使大批动力[7].

4.2热管式换热器在钢铁产业中的应用

上海第八钢铁厂在四车间轧钢加热炉上采纳气-气型热管式换热器，将助燃空气从20℃预热到80～90℃，废气从℃降落到℃，每小时回收废气余热为MJ。其余表其三车间轧钢加热炉上安设了一台气-液型热管式换热器做余热汽锅用，轧钢加热炉废气由℃降落到℃如下，每小时回收热量为47.7MJ，年回收热量折合准则煤11.59t，经济效力显著。马钢、宝钢二期工程采纳热管式余热汽锅回收环冷机～℃排风废热，孕育蒸汽用于预热烧结混杂料或生涯取暖等。马钢第一炼铁厂7＃高炉投入运行热管式空气预热器，使废气由～℃降至℃，助燃空气温度由常温预热到℃，安装每小时回收热量3.39GJ，节省焚烧煤气40%[8]。

4.3热管式换热器在氮肥产业中的应用

化肥厂造气工段的余热回收是合成氨降耗的要紧枢纽，造气工段的工艺余热包含：上行煤气显热、下行煤气显热、吹习俗显热、以及焚烧热，占合成氨工艺余热的40％以上，这部份工艺余热热位较高，行使代价较大[9]。

中、袖珍氮肥厂行使热管式换热器对半水煤气和吹习俗举行余热回收，半水煤气经过热管挥发器放出热量，降温后送至洗气塔，吹习俗降温后放空，同时孕育的中压饱和蒸汽由蒸汽管道送至除氧器或加入蒸汽管网举行下一步行使。大型化肥厂一段转折炉的排烟温度个别在～℃之间，行使热管式换热器回收这部份烟气的余热，用于加热助燃空气，每小时回收热量折合燃料轻柴油约1.t[10]。

4.4热管式换热器在硫酸产业中的应用

在硫酸临盆工艺中，SO2经过来往器氧化为SO3时放出大批热，使SO3干气体的温度高达～℃，此时气体需冷却后再加入吸竣工段，这部份热量常常被铺张，此时采纳气-液型热管式换热器将SO3气体的热量回收加热开水供化碱工艺用，每小时余热回收量为MJ，做战每年按办事小时算，余热回收节省的燃料折合准则煤.5t[11]。其余硫酸产业中硫铁矿沸腾炉与工艺静电除尘之间和硫磺焚烧炉与转折工段之间，能够行使热管式余热汽锅回收℃以上的工艺气的高温余热孕育中压蒸汽用于发电或工艺经过[10]。

4.5热管式换热器在煤油化工企业中的应用

安庆石化炼油厂减压炉于年应用热管式空气预热器回收烟气余热，烟气从℃降至℃，空气从出口温度20℃升至℃，每小时回收热量8.82GJ，此热管式空气预热器的胜利应用申明热管式换热器完整能够用于石化行业中一些燃用高含硫燃料的卑劣工况[12]。煤油化工企业中的很多加热炉和裂解炉，譬喻缔造乙烯用的石脑油裂解炉，排烟温度个别在～℃之间，而且焚烧后的废气常常不利于排空，采纳热管式空气预热器行使这部份废气预热助燃空气，能够到达很好的节能功效。

国表里很多加热炉采纳了两种或三种热管式换热器相聚集的过程往返收烟气的高温余热。即首先将高温烟气经过余热汽锅降至～℃，孕育1.9～3MPa的蒸汽，降温后的烟气经过空气预热器将空气预热至℃，烟气温度降至℃如下加入热管省煤器，将℃的脱氧水加热至℃左右，烟气温度降至℃如下，经引风机送至烟囱排放。这类过程具备很大的经济优胜性[8]。

5.归纳

跟着热管本领日益进展老练，热管式换热器在电站、钢铁、冶金、煤油、化工、建材、轻工、制冷空调、电子等周围的节能应用中表现着越来越要害的影响。热管本领的应用将推动我国节能办事的经过，同时低沉对处境的热玷污，是一项很有进展出路的本领。

参考文件

[1]GAUGLERR.S.Heattransferdevice[P].US:US2348,-06.

[2]GroverG.M.,CotterT.P.,EriksonG.F.Structureofveryhighthermalconductance[J].Appl.Phys.,,35(6):-.

[3]董其伍，余热回收用热管及热管式换热器的探索[J].产业加热，7，36（4）：37-40.

[4]王斌斌，仇性启.热管及其换热器在烟气余热回收中的应用.产业加热，6，35（2）：37-40.

[5]胡炯华.热管余热汽锅在低温烟气余热回收中的应用[J].有色冶金计算与探索，6,8（4）：10-11.

[6]何玉善，刘志敏，王礼.电站汽锅热管式空气预热器的进展和应用[J].山西电力本领，，（2）:25-29.

[7]韩春福.气-气热管换热器在电站余热回收中的应用[J].沈阳电力高级专长黉舍学报，2，4（1）:45-47.

[8]赵斌，王子兵.热管及其换热器在钢铁产业余热回收中的应用[J].冶金动力，5，（3）:34-36.

[9]程福元.合成氨造气工段余热回收功效测定[J].江苏化工，，25（6）:44-45.

[10]李菊香，杨峻，徐透明.热管换热器的计算规则与应用[J].化工做战计算，，34（3）:46-50.

[11]苏俊林，许思传，郝玉福.气-液式热管换热器在硫酸产业中的应用探索[J].化工机器，，22（3）:-.

[12]陈军，肖文朝，郭宏新.热管空气预热器在煤油化工中的应用[J].当代化工，，（5）:33-36.

豪放化工

huagong.himile.

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