热管余热锅炉在回收工业余热中的优势探讨

　　热管佘热锅炉在回收工业余热中的优势探讨张红伟丨于学东2（1.沈阳市机械工业学校，辽宁沈阳，110024；2.沈阳热电厂，辽宁沈阳110026）问题分析计算，热管余热锅炉比普通余热锅炉提高效率50，压降减小50，在实现同样热能效果的前题下，前者的重置和占地空间均为后者的一半。

　　个个个葙发段绝执段冷篇段热管的组件及工作原理图随着能源供需矛盾的突出，人们对节能工作日益关注，余热资源的回收利用在节能中占有重要地位。近年来，热管余热锅炉显示了极大的优越性热管是60年代出现的一种新型高效传热元件，它无需外加动力，工作可靠，结构简单，便于控制用于余热回收时，主要以热管余热锅炉、热管空气预热器等形式回收工业余热。

　　近年来，国外发展很快，例如美国QDot公司已有热管余热锅炉的系列产品，可以在相当广泛的范围内满足各种不同的需要。我国对这种热回收设备也在积极进行开发利用。本文旨在探讨热管余热锅炉在回收工业余热中的优势。

　　1热管的工作原理及特性热管的组件及工作原理见。

　　从可见，外热源在蒸发段把热量加进去，使该段的工质蒸发，由此造成的压差把蒸汽从蒸发段驱送到冷凝段，在此，蒸汽进行凝结，并把汽化潜热释放出来￥给冷源蒸发消耗了液相工质，结果使蒸发段的液-汽分界面缩进吸液芯表面，从而造成毛细压力。该压力把凝结下来的液相工质传送到蒸发段，重新进行蒸发。为此，热管连续不断地把汽化潜热从蒸发段传到冷凝段而不烧干吸液芯。只要工质的流动通道不被阻塞，并维持足够大的毛细压力，便可不断地工作。

　　以汽化潜热方式所传递的热量，一般要比在常用的对流系统中以显热方式所传递的热量大几个数量级，因而热管尺寸虽小，所能传递的热量却很大。热管的温降等于蒸发段、蒸汽流道和冷凝段等各部分温降之和。因为热管的吸液芯结构很薄，蒸汽流的温降很小，所以其热力特性要比已经研制出来的任何已知固体导体强很多。由于热管轴向热阻小于径向热阻，所以热管的总热阻基本上是由蒸发段和冷凝段的径向热阻决定的。

　　与固体导体不同，热管的特性不仅跟尺寸、形状和材料有关，而且跟结构、工质及传热率有关。并且，热管还具有若干传热限，有时还会碰到麻烦的启动力学问题。但是，热管这种高效传热元件，通过合理设计，应用到锅炉上，对节省能源起到了重要作用。

　　2热管余热锅炉结构与特性2.1结构普通的热管余热锅炉全套装置安装在一个钢制底座上，主要包括锅炉壳体、热管管束、管箱等。锅炉壳体是一个带椭圆形封头的圆简形压力容器。热管管束受热段置于一个矩形管箱中。热管余热锅炉的结构形式有重力式热管余热锅炉、轴向沟槽吸液芯热管余热锅炉和桥式双流道热管余热锅炉。其中，挢式双流道热管余热锅炉克服了清灰不利的情况，改善了锅筒受力的条件，其简图如所示。

　　设计采用双流道，热管分两组装人锅筒，翅片平面与烟气流方向一致，可以达到“自吹灰”的效果，整个流道为“V”字形，其进气段、出气段和连接通道均采用不同截面积，达到强化传热的效果，连通段截面积较大，烟气速度下降，有利于灰尘的沉落，因此，该装置得到了较好的应用。但其不能较好地适应脉冲式热负荷，仅能适用了稳定工况。该装置适用范围是排烟温度为300500r，质流童为10002000kg/h，产汽可达11.5t/h，压力为4kg/cm2.其热力计算参数如表1、表2所示表1烟气焓值计算名称参数入口平均温度k/X：人口平均比热容C/Od.kg-lc）入口焓值平均质流量G，/（kgh入口热排烟温度ty2烟气出口平均比热容Cp2/（kkg！x表2热平衡计算名称参数烟气出口焓值b/O-kg―1）排烟带走的热焓么/（kh-1）散热损失e；余热锅炉有效利用热（2i/蒸汽温度t4/X：给水焓值A，锅炉排污率p/排污水焓值'/（k.kg-1）产生1kg蒸汽所吸热量9余热锅炉产生蒸汽量DAHT1）2.2特性热管余热锅炉在设计原理上，结合水管锅炉的烟气流经管外，通过外翅片强化传热的长处和火管锅炉水在汽包中稳定沸腾的优点因此结构紧凑，经济性好，从成本效率角度来看，比其他型式的热回收装置更为合理。由于烟气侧的热管一端装有翅片，强化了传热，加之热管极其有效的传热特性，使热管余热锅炉比普通余热锅炉效率高50，而压降却小50.在同等性能基础上相比，前者的重量和占地空间均为后者的一半。在结构设计上，每个热管是独立安装的，互不相连。这样不仅使装拆和更换方便，而且个别管子损坏，亦不必停车，因为工艺气流与蒸汽产生区是完全隔离的。并且，热管余热锅炉由于本身所具有的传热效率篼，结构紧凑，尺寸小、重量轻，蒸汽与热源之间有双重隔离，热应力显著减小，阻力小、压降低，维修方便，安全可靠等特点，可以将管壁温度控制在硫化物露点之上，所以低温回收成为可能。

　　3结论热管余热锅炉是一种新型高效蒸汽发生器和节能产品，在以节能为中心的国民经济改造中，具有广阔的前景。