工業(yè)窯爐(冶煉爐)是耗能大戶,且窯爐的種類十分繁多,爐子的熱效率國內(nèi)平均水平為國外先進(jìn)水平的一半,總計年耗標(biāo)準(zhǔn)煤一億多噸,有很大的節(jié)能潛力,其排煙溫度較高,往往超過300℃,有的達(dá)到500~600℃甚至更高,作為余熱回收方案而言,較多采用空氣預(yù)熱器(當(dāng)然也可采用余熱鍋爐),對于煙氣溫度在400℃以下的中低溫余熱,主要采用空氣預(yù)熱器,熱管換熱器在此能夠大顯身手。我國機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)“機(jī)械工業(yè)節(jié)能設(shè)計技術(shù)規(guī)定”中提到:工業(yè)爐窯排煙溫度為400℃以下時,宜采用熱管換熱器。
工業(yè)爐窯中有相當(dāng)大一部分沒有裝引風(fēng)機(jī),要求余熱設(shè)備阻力小,同時因地位狹小,而要求設(shè)備緊湊,特別適合應(yīng)用熱管空氣預(yù)熱器。
我們應(yīng)用下列各種布置方式:
、鸥G爐 + 熱管空氣預(yù)熱器
、聘G爐 + 熱管熱水器 + 熱管空氣預(yù)熱器(適用于排煙溫度很高時)
⑶窯爐 + 噴流或滲鋁管空氣預(yù)熱器 + 熱管空氣預(yù)熱器(適用于較高的預(yù)熱空氣溫度時)
、雀G爐 + 各種型式空氣預(yù)熱器 + 熱管熱水器或熱管開水器與熱水器復(fù)合裝置
⑸窯爐 + 熱管余熱鍋爐
、矢G爐 + 其它換熱器 + 熱管余熱鍋爐
⑺窯爐 + 熱管余熱鍋爐 + 其它換熱器
1、空氣預(yù)熱器或余熱鍋爐
熱管換熱器型式的確定,應(yīng)當(dāng)從以下幾個方面考慮:
、俑鶕(jù)企業(yè)的需要,如果工業(yè)窯爐需要助燃,應(yīng)盡可能選用空氣預(yù)熱器。工藝需要蒸汽時,用余熱鍋爐。
、诟鶕(jù)余熱回收的可能性,余熱鍋爐只有在排煙溫度大于300℃的工業(yè)爐中才有可能。
、劭煽啃,如果采用碳鋼一水熱管,其管內(nèi)工質(zhì)最高工作溫度為300℃,以保證安全;熱管外側(cè)最低壁面大于酸露點(diǎn),以避免腐蝕。/這些限制對換熱器式的選擇也會有直接的影響。
、芙(jīng)濟(jì)性,型 式的選擇在有多種方案可能時,需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較,(根據(jù)具體情況)選用上述形式⑴、⑵、⑶、⑷、⑸、⑹、⑺。
2、氣—?dú)饧皻狻M合型熱管換熱器
由于工業(yè)窯爐的排煙溫度往往較高,有時超過400℃,可達(dá)到500~600℃,甚至更高。作為氣—?dú)庑蜔峁軗Q熱器,最高允許的煙氣入口溫度在一般情況下僅為350~400℃,此時采用氣—水及氣—?dú)饨M合型熱管換熱器是一種很好的方案,即為煙氣溫度高于350~400℃的區(qū)域應(yīng)用氣—水式換熱器,而在煙氣溫度較低的區(qū)域應(yīng)用氣—?dú)庑蜔峁軗Q熱器。以上的劃分溫度是以應(yīng)用碳鋼一水熱管為依據(jù)的,其工質(zhì)的最高允許溫度為300℃,具體屬于上述形式⑵。
3、熱管換熱器的匹配
工業(yè)窯爐有時需要300~400℃或更高溫度的熱空氣助燃。當(dāng)熱空氣溫度超過250℃時,只用熱管空氣預(yù)熱器會使碳鋼一水熱管的最高工作溫度超過300℃,因此空氣從進(jìn)口溫度加熱到250℃時采用熱管空氣預(yù)熱器,而從250℃上升到更高值時采用常規(guī)空氣熱器,這是一種合理的布置方式,如上述形式⑶。
常規(guī)空氣預(yù)熱器可以選用滲鋁鋼管式或噴流式,因為它們可以與熱管空氣預(yù)熱器很好地匹配在一起。
4、熱管余熱鍋爐的不同類型
熱管余熱鍋爐可以分為二大類型:單管型及聯(lián)箱型,前者適用于小容量的余熱鍋爐,熱管放段直接插入汽包內(nèi),我們研制的最大容量為2t/h(蒸發(fā)量);后者適用于大容量的余熱鍋爐,熱管放熱段插入垂直的大直徑管中,這些大直徑管由聯(lián)箱再引出管子通至汽包,我們研制的容量為1—10t/h(蒸發(fā)量)。這二種形式蒸汽側(cè)的結(jié)構(gòu)是不同的。
由于受至碳鋼-水熱管工質(zhì)最高工作溫度為300℃的限制,余熱鍋爐蒸汽工作壓力不會超過1MPa,煙氣入口溫度一般也不能太高,如450~500℃為最高值。當(dāng)煙氣進(jìn)口溫度很高時,可采用上述形式⑹。
5、工業(yè)窯爐中的氣—水型熱管換熱器
在工業(yè)窯爐中,由于生活的需要或生產(chǎn)工藝的需要,有時需要應(yīng)用上述形式⑷,不少情況下,為熱管熱水器與開水器復(fù)合裝置,它有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景,特別是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)。
6、結(jié)論
熱管換熱器在工業(yè)鍋爐及工業(yè)窯爐中均可發(fā)揮不可替代的巨大作用,在對現(xiàn)有鍋爐、窯爐進(jìn)行技改,及新建鍋爐、窯爐中可廣泛采用該設(shè)備。