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分离式热管换热器的综合利用
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冷冻机/热交换设备展厅
冷却塔, 冷凝器, 冷却器, 蒸发器, 集热器, ...
关键词:分离式热管换热器,综合利用,企业效益
摘要:简单介绍了国内外热管换热器的现状和应用。主要讨论了分离式热管换热器在电厂余热回收和在脱硫装置中的应用,并且介绍了分离式热管换热器的工作原理和其优点。分离式热管换热器的合理利用不仅降低了能耗,同时也减少了设备腐蚀和环境污染。

前言

热管,作为一项专利技术是1944年由美国俄亥俄通用发动机公司的Gaugler以“传热器件”的名称提出的。1963年Grover在他的专利中正式提出“热管”的名称,并于1964年首次公开了他们的实验结果。1965年Cotter首次较完整地阐述了热管理论。热管是一种传热极高的换热元件,其内部是靠工质相变和连续工质循环实现热量传递,它的当量热导率可达金属的lO^3~10^4倍。以热管为传热元件的热管换热器与其它换热器相比具有明显的优越性,例如传热效率高、热管表面温度均匀、可实现固体与固体或固体与流体间的传热、压力损失小、无需热补偿、工作可靠、结构紧凑、冷热流体不混合和有利于控制露点腐蚀等优点。在解决能源问题上,更显示了其独特的优点,例如利用热能、回收余热、节约原材料和降低成本等,并且取得了较好的经济效益和社会效益。

自20世纪70年代以来,热管换热器作为一种在低品位余热回收中有独特优点的换热器,正在逐步由试制阶段向推广阶段发展,成为节省能源的重要手段之一。南京工业大学于1973年就开始了这方面的研究,并且和南京炼油厂共同研制了我国第一台热管换热器。在随后的几年,各种类型的热管换热器在各行各业中得到了广泛地应用,其中分离式热管换热器具有传热效率高、远程传热、现场布置灵活等特点,其最大的优点是加热段与冷凝段可以相互独立。近几年来,不少学者在完善热管换热器的方面作出了大量的工作,并且取得了一些成果,本文就国内有关分离式热管换热器的综合利用现状进行了讨论。

1.分离式热管换热器的综合利用

1.1分离式热管换热器在电厂余热回收中的应用

在大型火力发电厂装置中,每小时排烟量多达数十万立方米,所用的热管长达10~20 m,单管传输功率高达20 kW。这种热管元件的制造、运输安装及维修都十分困难。由于热管传输功率大,根据热管的传输极限及刚度要求,不得不加大管径,结果使热管的紧凑性下降。另外对于一些绝对不允许泄露的换热流体,单管热管换热器中的隔板还达不到绝对不泄露的要求。

近几年分离式热管换热器逐渐地取代了单管热管换热器在电厂热能回收中的应用。分离式热管换热器的工作原理是:首先热流体在蒸发段受热上升,经汽导管在冷凝段放热冷凝;冷凝液靠重力经液导管回流到蒸发段;在冷凝段下联箱上装有不凝结气体分离管,上面装有排气阀,可以随时排除不凝气体:凝结液的回流驱动力是凝结段高位布置造成的液位差。其主要的优点是:(1)对换热装置大型化的适应性好;(2)能实现冷、热两流体远程换热;(3)冷、热流体可以完全隔离;(4)可以实现一种流体和多种流体之间的换热;(5)可以方便地实现顺、逆混合布置;(6)加热、冷却段传热面积比例可以大幅度调整。经过双辽发电站的运行,对200 MW的锅炉机组每小时可以节约3.0×104 MJ的能量,取得了比较明显的经济效益和社会效益。

1.2分离式热管换热器在脱硫装置中的应用

为了保护环境,锅炉排放出的烟气要经过洗涤,以除去烟气中的灰分及二氧化硫等其他有害成分后,达到国家标准后才能排向大气,但是经洗涤后的烟气温度一般在60℃左右,此时烟气中的水分处于饱和状态,而且还含有少量酸性气体,会在管道和烟囱内结露,严重腐蚀管道和烟囱,因此洗涤后的烟气需再次加热,以避免腐蚀现象。目前国内常用的加热方法为二次燃烧加热升温的方法,这样不但增加了燃料的投资成本,而且容易造成环境污染。采用分离式热管换热器,利用洗涤前烟气的余热来加热洗涤后的气体,可省去二次燃烧所耗的燃料,避免二次污染,既经济又环保,例如某炼厂采用分离式热管换热器进行烟气脱硫的余热回收,换热量为11 280 kW,相当于每年节约煤炭169 92 t,其经济效益是相当可观地。

2.结论

综上所述,分离式热管换热器可使冷、热源分开,远距离传输能量,且不需外加动力,热管传热效率高,结构简单,投资小,既可以降低了能耗,同时减少了设备腐蚀和环境污染等特点,因此具有广阔的应用前景,相信分离式换热器将会在其它工业中发挥更大的作用。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (12/30/2004)
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