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热管在工业锅炉中的运用
  
 
 
  工业锅炉容量较小，参数低，故此运行效率较低，一般为65%左右，其节能潜力较大。除了改善燃烧、降低灰渣含碳量以外，降低排烟温度减少热量损失是提高工业锅炉效率的重要措施。工业锅炉的省煤器和空气预热器的效率不高，因之热管技术在工业锅炉尾部的应用显得非常重要。我们在国内数百家单位使用热管余热回收起到很好的效果。
 
  表1列出了工业锅炉改装热管空气预热器前后的参数对比，可以看出改装后锅炉的效率提高了10%，表2列出了工业锅炉尾部热管空气预热器的参数。
 
  表1. KZL4-13-A型锅炉热工对比试验表
 
项  目
锅炉改装前
锅炉改装后
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
出力 /（kg/h）
煤量 /（kg/h）
低位发热量 /（kJ/kg）
炉膛温度 /℃
冷风温度 /℃
热风温度 /℃
炉渣含碳量 /%
飞灰含碳量 /%
煤含碳量 /%
RO2
O2
αpy
Tpy /℃
q2
q3
q4
q5
q6
正平衡效率 /%
反平衡效率 /%
3472
576.75            
21372
887.94
37.1
 
22.38
45.94
56.43
11.94
7.28
1.59
175.54
7.24
1.0
11.45
2.9
0.71
71.75
75.81
3595
600.09
20791
969.4
39.73
 
25.12
41.78
45.19
11.11
8.29
1.61
177.32
7.54
0.79
14.84
2.9
0.66
73.23
73.27
4016.23
562.2
23337
1090
24.83
121.2
15.84
26.09
24.79
10.3
9.3
1.75
135.9
6.88
2.20
6.35
2.9
0.34
80.35
81.28
3716.80
472.3
24737
1078
23.97
118.9
8.56
18.03
24.05
8.2
11.78
2.20
127.56
8.66
1.83
3.9
2.9
0.24
83.71
82.98
 
表2. 热管换热器主要参数
 
名称
1t/h锅炉
2t/h锅炉
4t/h锅炉
热管直径 d0/mm
热管直径 di/mm
翅片高度 hφ/mm
翅片厚度 δφ/mm
32
26
15
1.2
32
26
15
1.2
32
26
15
1.2
翅片
间隙
热段 /mm
6.2
6.2
6.2
冷段 /mm
4.2
4.2
4.2
热管长度 l/mm
冷凝段 lc/mm
蒸发段 le/mm
迎风面宽度 b/mm
管数 n/根
迎面管数 /根
排数 /排
烟气进口流速 /（m/s）
空气出口流速 /（m/s）
冷风进口流速 /（m/s）
冷风出口流速 /（m/s）
总传热量 /kw
烟气量 /(kg/h)
空气量 /(kg/h)
烟气温差 /℃
空气温差 /℃
管内最高温度 /℃
最低管壁温度 /℃
1000
313
469
341
36
5
8
12.64
11.2
8.2
10.9
4.08×10
1800
1300
70
96
198.9
110.5
1000
405
580
545
60
8
8
12.75
11.2
7.8
10.6
8.64×10
3555
2568
71
101
204
109.28
1000
465
845
748
84
11
8
12.98
11.36
8.16
11.12
18.2×10
7110
5115
76
106.6
213.2
113.5
 
  应用实例：某化工厂一台6.5T/h的蒸汽锅炉，由于省煤器及空气预热器效率不高，锅炉出口排烟温度在220℃左右。回收这部分低温余热可以获得较大的经济效益。
  在锅炉出口的烟道中装设热管蒸汽发生器，出锅炉温度为220℃左右的烟气经过热管的蒸发段，降至140℃以下，经引风机送入烟筒。给水温度为90℃左右，产生0.25Mpa（绝压）饱和蒸汽送给工艺工段使用。运行6个月后，检查热管基本无积尘、无腐蚀现象，由于锅炉操作负荷的变动，该蒸汽发生器进口温度一直在180～220℃之间波动，但出口温度始终在140℃以下。运行3个月、6个月的测试结果如表3：
 
  由此可见：在长期运行过程中，烟气的温度始终保持65℃左右，该装置的平均热负荷（以产生蒸汽量计）为7.15ⅹ105KJ/hr，相当于节约标准煤35Kg/h（标准煤按104KJ/Kg，锅炉效率按70%计），年节省标准煤277.2吨，每吨150元计，年收益为4.158万元。
 

 

热管蒸气发生器应用实例
 
 
  表3. 应用热管的余热锅炉热负荷测试结果
 
测定次数
    项 目
1
2
3
测定时间
1982.3.31
1982.6.8
1982.6.9
测
定
方
法
烟气流量
烟气温度
给水流量
蒸汽干度
风速仪
热电偶温度计
计量桶
碱度法
毕托管加微压计
热电偶温度计
涡轮流量计
碱度法
毕托管加微压计
热电偶温度计
涡轮流量计
碱度法
烟
气
侧
数
据
烟气平均流速（m/s）
烟气温度℃
烟气流量（标态）（m3/h）
副线泄露烟气流量（标态）（m3/h）
通过热管烟气流量（标态）（m3/h）
进口烟气温度℃
出口烟气温度℃
烟气温降℃
烟气放出热量KW
烟气侧热损%
5.504
101
7458
260
 
7198
 
208.9
139
69.9
195
3
12.4
208
10134.5
260
 
9874.5
 
198
136
64
230
3
12.4
204
10209.2
260
 
9949.3
 
204
140
64
240
3
烟气侧实际供热量KW
190
224
233
水
蒸
气
侧
数
据
给水温度℃
蒸汽压力Mpa
蒸汽干度%
给水流量Kg/h
蒸汽带走热量KW
蒸汽侧热损%
蒸汽侧热负荷KW
54.9
0.13
3.6
267
178
3
183
62
0.15
3.6
324.73
203
3
209
65
0.12
3.6
327.8
203
3
209
蒸汽侧与烟气侧热负荷误差%
热管余热锅炉压力降Pa
3.7
536
6.3
400
9.1
400
备    注
7次测量数据平均，累计进水时间198min，进水881Kg
累计进水时间119min，进水650Kg，液位计漏水20Kg/h
累计进水时间115min，进水628.2Kg，液位计漏水20Kg/h
 
 
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