新型节能传热元件-热管

第1期锅炉制造2010年1月BOILER MANUFACTURINGJan.2010文章编号:CN23-1249(2010)01-0060-03新型节能传热元件一热管吕震宇,周保东(哈尔滨锅炉厂有服责任公司,黑龙江哈尔滨150046)摘要:本文主要介绍了热管的工作原理及其在T业锅炉节能中的应用,以及热管省煤器、热管预热器在锅炉行业中与传统结构相比较所表现出的卓越性能及优点,并对其未来的发展提出展望。关键词:热管;热管省煤器;热管空气预热器;节能中图分类号:TK225文献标识码: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引言热,可控制温度等一系列优点热管可以根据不同使用条件,设计成低温热现今世界各国经济发展中都面临两个重要问管、中温热管、高温热管等,管内填充的工质也相题:能源和环保,能源是一个国家经济持续发展的应有所不同。填充的工质主要有水、酒精、钠钾基础,随着地球人口急剧增长,对能源的需求量会等。根据使用条件选择使用高、中、低温热管,并越来越大,供需矛盾加剧,为此国家制定了:开发相应注意现场保管条件,防止以水为介质的低温与节约并重,近期要把节能放在优先地位,大力开热管发生冻裂现象。展节能为中心的技术改造。由热管组成的热管换热器具有传热效率高,1热管工作原理结构紧凑,流体阻力小,有利于控制露点腐蚀等优点.目前热管技术已广泛应用于航天、电子、医学热管是一种通过相变传热、具有超导热性能冶金,化工,锅炉,炼油、核反应堆冷却等行业以及的传热元件,它通过管内工作介质的相变所产生青藏铁路建设和高海拔永久冻土层中。的潜热来传递热量。因此,它传热能力大,传热效本文着重介绍一种重力热管在锅炉中的应率高,是传热技术中近十年来出现的一项高效传用,其工作原理为:热管吸收段受热,管内工质吸热研究成果,它具有极高的导热性和较高的等温收废气热量,工质温度升高后以蒸发和沸腾的形性,冷热两侧的传热面积可任意改变,可远距离传式转蒸汽在压差的作用下上升到放热中国煤化工收稿日期:2009-04-16CNMHG作者简介:吕震宇(19m2-),男,1993年毕业于哈尔滨理工大学(原哈尔滨电工学院),工程师,现任啥尔滨锅炉厂有限责任公司工艺员吕震宇,等:新型节能传热元件一热管6l·段,同时凝结成液体放出汽化潜热,热量传递给流量导向冷流体,由于热管内部压力接近真空,所以体,冷凝液依靠重力回流到吸热段完成一个循环,管内填充的工质极易沸腾和蒸发,热管启动迅速,如图1所示。并可回收低温余热,为了加大传热效果热管吸热这样周而复始的循环,不断的将热流体的热端还可加装翅片以强化传热。翅片管段热管段工质侧(放出热量)烟气侧(吸收热量)图1.工作原理2热管在锅炉上的应用在锅炉行业,热管主要应用于热管空气预热器和热管省煤器上。现以辽河油田热电厂正在运行的某公司生产的75T/H循环流化床为例,该锅炉空气预热器采用了某厂生产的热管空气预热器(见图2),该锅炉的一次风是经过空气预热器预热后由布风板和空气进口炉膛下部引人。经过两年的运行和调整,国家火电设备性能烟气出口检测中心对该锅炉进行了考核,与热管空气预热器运行有关的测试参数如表1所示。图2热管空气预热器表1锅炉测试主要数据汇总表单位额定工况1额定T况20工况30工况没计数据锅炉蒸发量主汽温度443.2447.0主汽压力3.253.82空预器入口烟温222.6226.0222.7214.9空预器出口烟温160.41910500空预器入口风温空预器出口风温125.5排烟损失6.7896.8346.47锅炉效率88.8288.3试验数据结果表明热管空气预热器在75T/H造,其中一端与烟气换热,管内工质汽化后上升到循环流化床回收烟气余热,预热一次风的运行中工质中国煤化工边由水包围热是成功的,基本达到了不同T况下的设计要求。管内另外一种换热装置是热管式省煤器。H出NMHG凝结回流释放出热递热管式省煤器的受热元件采用无缝钢管制下转第64页]总第219期接触交换热量。水被冷却后落到地面。由于中和1.5×282662.4=423993.6元,扣除中和池池顶部是300mm厚的混凝土层,不易拆除,因此17KW水泵电机耗电量,正常运行电流14A,P=在上面制作了一个12×9×0.5m3的钢板池来回0.8×3×1×V=0.8××14×380=7.37KW收水,经过中和池的通风口流回到中和池中。按发电成本0.4825元计算,则耗电费用为0.482此系统经过试验运行取得了明显的效果机5×737×24×136=11606.87元,则实际节约的组出口水温度为18℃,冷却后温度为10℃,可费用为42399.6-11606.87=412386.73元。以保证机组安全稳定经济运行。5结论4经济效益和社会效益此冷却系统可节约水、电费用远远大于改造4.1节水成本。经连续多个冬天运行,在严重枯水期减少冬季运行时冷油器每小时耗水25吨,4台空了工业水用量,减少了运行成本,节约了水资源。冷器每小时耗水272吨。按冬季工业水最低温度保证了热电厂正常安全生产,发电供热质量好5-10℃运行时冷油器阀门开度为20%,空冷器维护了社会稳定,取得了经济效益和社会效益的阀门开度为30%,则一天耗水量为(25×20%+双丰收。272×30%)×24=2078.4吨。采暖期运行136天,则节约用水:20784x136=28262.4吨。参考文献4.2节约水费[1]《汽轮机附属设备》沈阳电力学校按工业水成本价1.5元/吨计算,节约资金[上接第61页]为65~70℃,低温腐蚀严重。而热管式省煤器在这种热管省煤器在正常情况下,其出水温度给水温度为60℃.烟温为170℃时,管壁温度为小于80度,其换热面布置分为两部分,一部分联134℃,高于烟气酸露点温度,从而防止了因管壁箱体,一部分为热管,其热管的换热量占总换热量温度过低造成的酸露点腐蚀问题90%。根据传热公式Q=KH△T分析,在低温余根据这几年来对几家安装了热管式省煤器的热回收中其对数平均温差很小,如果想提高传热锅炉用户的跟踪调查数据,其经济效益非常显著量Q值,则只能提高K值或增大传热面积H。基本上当年即可收回投资。对于钢管省煤器和铸铁省煤器而言,增加受热面积H受到了结构空间限制而提高K值则必3结语须提高烟气流速,根据《锅炉设备空气动力计算由热管元件组成的热管省煤器和热管空气预标准方法》有关内容,烟气阻力与烟气流速的平热器,具有冷,热流体分开,安装方便结构简单,方成正比,其阻力增加很大将大幅度增加电厂的占地面积小,不需维修等特点。使用寿命5-7动力消耗长期运行很不经济。而热管式省煤器年,投资回收期一般在一年之内,提高余热利用率由于其吸热端可采取增加翅片的方法来增大传热约30%,节约能源10%左右,对其它设备无影响面积继而增加了传热量Q。克服了钢管省煤器又可减少大气污染。所以热管技术是当今取代钢和铸铁省煤器由于空间限制无法增加受热面积H管省煤器、铸铁省煤器和列管式空气预热器的更的问題大大提高了换热效果,节省了省煤器所占新换代产品。相信不久的将来,热管技术会在越用空间。即:热管省煤器具有占地面积小,结构紧来越多的领域发挥出更大的作用。凑等优点。在低温余热回收中,还必须考虑到酸露点腐参考文献蚀的问题。我国发电行业多数是以燃煤为主,烟[1]《锅炉原理》(西安交通大学)气的酸露点较低,如含流1%的煤,其酸露点在[2120-130℃之间。这样钢管式省煤器的低温部[3分则不可避免地受到低温露点的腐蚀,如进口水[4YH中国煤化工学热工教研室)CNMHG方法》温为60℃,烟气温度为270℃时,其烟气侧壁温