| 窗体顶端热管换热器在工业锅炉及工业窑炉中的应用 一、工业锅炉中热管换热器的应用 我国工业锅炉的运行效率普遍较低，通常比设计效率低8~10％，主要原因是排烟温度高，过量空气系数过大，灰渣含碳量过高；另有一类小型工业锅炉，主要是指容量2t／h以下的小锅炉，尾部未设受热面，排烟温度更高，可250℃。因此，采用热管换热气余热，降低排烟温度以提高锅炉效率，有很好的前景。 1、热管换热器与常规换热器的匹配 除了小型工业锅炉没有尾部受热面外，大多数小型工业锅炉尾部状有铸铁省煤器，大型工业锅炉尾部装有钢管省煤器及钢管空气预热器。热管换热器可与常规换热器在应用时匹配在一起，它们各有特点。例如铸铁省煤器应用广泛，其优点是：耐用、承压（给水泵可装在省煤器入口），价格低；缺点是：重量大、外形尺寸较大、容易堵灰、结构复杂（由肋片管及铸铁弯头连接而成）。热管省煤器耐低温腐蚀性能好，在同样烟气温度条件下，壁温较高，结构紧凑、体积小、重量轻，烟气侧阻力可以设计得较小；其缺点是：价格较高，通常水侧为常压。铸铁省煤器与热管省煤器是各有优缺点，如果原来是没有省煤器的锅炉，我们主张安装热管省煤器；如果原来是已有铸铁省煤器的锅炉，我们主张安装热管换热器（空气预热器或省煤器），与已有铸铁省煤器匹配使用，而不拆除然铁省煤器，具体应用形式根据实际情况确定。我们特别管空气预热器在然铁省煤器之后，它适合用于具有然铁省煤器的小型工业锅炉改造。 对于4t／h以上的工业锅炉，尾部已装有钢管省煤器及钢管空气预热器，如果排烟温度大于180℃时可以在其后加装热管换热器。2、热管换热器特点 气—气型热管换热器即热管空气预热器在工业锅炉中应用，可在冷热流体两侧布置肋片，热工性能优良，结构紧凑，最能体现出热管换热器的优点。气——水型热管换热器即热管省煤器在工业锅炉中应用，其主要的优点是耐低温腐蚀性能好，因为它在水侧的热阻比铸铁或烟管省煤器大，而它在气侧的热阻比后两者为小，所以在同样条件下，壁温较高，不易腐蚀与堵灰；然铁省煤器易腐蚀堵灰。3、热管开水器的应用 热管开水器结构独特，体积紧凑，不大的换热量，例如9.36万KJ／h（2万Kcal／h）可供2000人以下工厂全厂职工饮水的需求。也可设计成开水——热水两用的形式，在供应开水时，冷水自动进入，开水自动流出，不需供开水时，转换至另一出口，即供应热水。 由于热管开水器换热量不大，一般均与各种型式的省煤器或各种型开的空气预絷器组合在一起。4、各种组合装置 在工业锅炉中，余热回收时往往采用组合装置，已如前述。我们在推广中最为常用的方式是同时加热空气和水的方式，它具有明显的优点：采用热空气肋燃对改善着火及燃烧有很大的好处，热空气温度不必过高，大于50℃即可见效果；此外，热水进锅炉或是热水供生活动应用也是工厂所迫切要求的。应用组合式换热器中很好的方案，大体上一半热管用于加热空气，另一半热客用于加热热水，气—气与气—水的组合有并联及串联两种。二、工业窑炉（冶炼炉）中热管换热器的应用 工业窑炉（冶炼炉）是耗能大户，且窑炉的种类十分繁多，炉子的热效率国内平均水平为国外先进水平的一半，总计年耗标准煤一亿多吨，有很大的节能潜力，其排烟温度较高，往往超过300℃，有的达到500~600℃甚至更高，作为余热回收方案而言，较多采用空气预热器（当然也可采用余热锅炉），对于烟气温度在400℃以下的中低温余热，主要采用空气预热器，热管换热器在此能够大显身手。我国机械工业部标准“机械工业节能设计技术规定”中提到：工业炉窑排烟温度为400℃以下时，宜采用热管换热器。 工业炉窑中有相当大一部分没有装引风机，要求余热设备阻力小，同时因地位狭小，而要求设备紧凑，特别适合应用热管空气预热器。我们应用下列各种布置方式：⑴窑炉 ＋ 热管空气预热器⑵窑炉 ＋ 热管热水器 ＋ 热管空气预热器（适用于排烟温度很高时）⑶窑炉 ＋ 喷流或渗铝管空气预热器 ＋ 热管空气预热器（适用于较高的预热空气温度时）⑷窑炉 ＋ 各种型式空气预热器 ＋ 热管热水器或热管开水器与热水器复合装置⑸窑炉 ＋ 热管余热锅炉⑹窑炉 ＋ 其它换热器 ＋ 热管余热锅炉⑺窑炉 ＋ 热管余热锅炉 ＋ 其它换热器1、空气预热器或余热锅炉 热管换热器型式的确定，应当从以下几个方面考虑：①根据企业的需要，如果工业窑炉需要助燃，应尽可能选用空气预热器。工艺需要蒸汽时，用余热锅炉。②根据余热回收的可能性，余热锅炉只有在排烟温度大于300℃的工业炉中才有可能。③可靠性，如果采用碳钢一水热管，其管内工质最高工作温度为300℃，以保证安全；热管外侧最低壁面大于酸露点，以避免腐蚀。/这些限制对换热器式的选择也会有直接的影响。④经济性，型 式的选择在有多种方案可能时，需进行经济性比较，（根据具体情况）选用上述形式⑴、⑵、⑶、⑷、⑸、⑹、⑺。2、气—气及气—水组合型热管换热器 由于工业窑炉的排烟温度往往较高，有时超过400℃，可达到500~600℃，甚至更高。作为气—气型热管换热器，最高允许的烟气入口温度在一般情况下仅为350~400℃，此时采用气—水及气—气组合型热管换热器是一种很好的方案，即为烟气温度高于350~400℃的区域应用气—水式换热器，而在烟气温度较低的区域应用气—气型热管换热器。以上的划分温度是以应用碳钢一水热管为依据的，其工质的最高允许温度为300℃，具体属于上述形式⑵。3、热管换热器的匹配 工业窑炉有时需要300~400℃或更高温度的热空气助燃。当热空气温度超过250℃时，只用热管空气预热器会使碳钢一水热管的最高工作温度超过300℃，因此空气从进口温度加热到250℃时采用热管空气预热器，而从250℃上升到更高值时采用常规空气热器，这是一种合理的布置方式，如上述形式⑶。常规空气预热器可以选用渗铝钢管式或喷流式，因为它们可以与热管空气预热器很好地匹配在一起。4、热管余热锅炉的不同类型 热管余热锅炉可以分为二大类型：单管型及联箱型，前者适用于小容量的余热锅炉，热管放段直接插入汽包内，我们研制的最大容量为2t／h（蒸发量）；后者适用于大容量的余热锅炉，热管放热段插入垂直的大直径管中，这些大直径管由联箱再引出管子通至汽包，我们研制的容量为1—10t／h（蒸发量）。这二种形式蒸汽侧的结构是不同的。 由于受至碳钢－水热管工质最高工作温度为300℃的限制，余热锅炉蒸汽工作压力不会超过1MPa，烟气入口温度一般也不能太高，如450~500℃为最高值。当烟气进口温度很高时，可采用上述形式⑹。5、工业窑炉中的气—水型热管换热器 在工业窑炉中，由于生活的需要或生产工艺的需要，有时需要应用上述形式⑷，不少情况下，为热管热水器与开水器复合装置，它有相当广泛的应用前景，特别是在乡镇企业。三、结论 热管换热器在工业锅炉及工业窑炉中均可发挥不可替代的巨大作用，在对现有锅炉、窑炉进行技改，及新建锅炉、窑炉中可广泛采用该设备。窗体顶端 热管式空气预热器 简介 中、小型工业锅炉的排烟温度一般在200～280℃之间，其热损失约为10％，由于其烟气余热回收方面存在一些技术问题，大部分没有被很好利用。这些技术问题主要有：1、普通省煤器和空气预热器容易出现低温腐蚀积灰、堵灰，影响锅炉正常运行。2、低温余热的小温差要求余热回收设备的传热面积大，锅炉设计上难以用管壳式空气预热器回收160℃以下低温余热，一些小型锅炉在设计时就未采用空气预热器，使得锅炉效率过低。3、传统的管式空气预热器还存在漏风问题，严重时会造成助燃空气量大幅减少，影响锅炉出力。我公司开发的ZGRH-K热管式空气预热器可较好的解决上述问题，将锅炉排烟温度降低到130℃左右，助燃空气温度提高到90～110℃，燃煤消耗量可减少5％～10％。ZGRH-K热管式空气预热器配备了自动声波清灰系统，运行可靠、使用维护方便，是中小型燃煤锅炉的理想配套设备；并可用于旧锅炉节能改造，是老式空气预热器的更新换代产品。 用途 该预热器可用于中小型工业锅炉配套空气预热器、旧工业锅炉烟气余热回收节能改造、各种工业窑炉、加热炉烟气余热回收系统中的空气换热器，所产生的热空气可用于助燃或物料、燃料烘干。该产品在纺织、制药、造纸、木材、冶金、化工、电力、石油、建材建筑、制糖、机械等行业的锅炉工艺换热、气体冷却及中低温余热回收方面具有广泛的用途。 工艺流程 结构 热管式空气预热器由热管元件、箱体、中间定位板、烟气和空气接口等部份组成。由安装热管元件的中间定位板分隔成上下两个通道。下通道为烟气通道，热管的蒸发段处于其间；上通道为空气通道，热管的凝结段处于其间；烟气和空气不能互相串流。烟气通过下通道换热室将热量由热管元件传到上通道换热室的空气。 特点 ZGRH-K热管式空气预热器是我公司开发的一种高效空气预热器。它采用重立式热管作为换热元件，具有以下特性：（1）、结构紧凑、体积小，流动阻力小；（2）冷、热两侧均可装设翅片以强化传热、换热系数高；（3）、可使冷、热流体完全隔离，防止漏风；（4）可调节管壁温度，有利于控制露点腐蚀和积灰；（5）、冷热流体均在管外换热，便于清灰。（6）配有全自动声波清灰系统，防止换热器积灰。 益处 使用ZGRH-K热管式空气预热器可给用户带来良好的节能效益。 直接效益：由于回收锅炉或窑炉排烟余热用以加热助燃空气，使助燃空气温度提高，从而相应减少5％～10％的燃料消耗量，此为直接效益。 间接效益：由于助燃空气温度提高，炉膛燃烧温度随之提高，从而提高了燃料的燃烬度，减少了炉渣含碳量，减少燃料消耗1％～3％，此为间接效益。 类型 ZGRH-K热管式空气预热器类型可分为两种： ●立式 烟气与空气流向均为水平方向，热管竖直布置，该类型多用于小型锅炉。 ●卧式 烟气与空气流向均为竖直方向，热管与水平方向呈15°倾斜布置，该类型多用于中型锅炉及改造项目。 性能参数 热管式空气预热器的主要技术参数。（见下表） 烟气流量Nm3/h空气流量Nm3/h烟气进出口温度空气温升℃烟气阻力Pa空气阻力Pa换热量KW进口出口ZRH-K-40-117001350180~210130~15050~8020022040ZRH-K-80-232002500180~210130~15050~8020018080ZRH-K-120-460005000180~210130~15050~80200200120ZRH-K-180-690007500180~210130~15050~80220250180ZRH-K-320-101500012500180~210130~15050~80220250320ZRH-K-480-152175016500180~210130~15050~80230250480ZRH-K-620-202700021000180~210130~15050~80220250620ZRH-K-780-253400027000180~210130~15050~80250250780ZRH-K-910-304100031500180~210130~15050~80250350910ZRH-K-1200-354750038500180~210130~15050~802803501200 说明： ●烟道接口和风道接口无标准尺寸的依设计要求确定。 ●由于使用对象及原始参数的多样性，标准型号系列中规格参数不能满足要求的，可依设计要求确定各项规格参数。 ●糖厂锅炉由于燃用蔗渣，烟气量和普通工业锅炉有很大区别，其规格参数另行给出。 |
