热管换热器应用现状

[ 字号: ] [ 关闭 ] 2008-12-30 9:56:23 来自网络 作者:admin 浏览次数: 发表评论

关键词:换热器 热管 热管换热器

对热管换热器在锅炉、内燃机尾气余热回收方面的应用现状进行了探讨,认为其在热量提取、尾气热量余热回收方面具有较好的性能,应用潜力较大。同时对制约换热器应用的因素进行了探讨。
关键词 
0  前言
    能源是发展国民经济的重要物质基础,是人类赖以生存的必要条件。能源开发与利用程度是反映人类进步、文明的一个重要标志。能源的生产、建设与消费,又将直接制约着国民经济的向前发展和人民物质文化生活水平的提高。因此,能源问题已成为当今世界普遍关注的重大问题。[ 1 ]
    1973 年和1978 年所发生的两次世界能源危机,其实质是价格危机,它宣告了廉价石油供应时代的结束。能源危机使世界各国特别是进口石油的发达国家大力开展节能。以美国为例,1973 -1986 年,通过节能,提高能源效率,在总能耗不增加的情况下,国民生产总值增加了35 % ,化石能源消耗量还略有下降,1973 - 1986 年石油和天然气消耗量每年实际下降1. 2 % ,如果和1973 年能源效率相比,平均每年在能源消耗方面要节约1500 亿美元,节能措施使其石油和天然气消费每天节省约1400 万桶,约相当于OPEC 总生产能力的1/ 2 ,节省了约50 %的电力,大约合800 亿美元。加之在最近一个时期全球气候变暖的温室效应、人口膨胀和第三世界的贫困,使得节能工作受到极大重视。[1 ]
1  热管换热器在工业锅炉中的应用
    陈敏等对高温热管热风炉在白碳黑喷雾干燥中的应用进行了研究,试验表明高温热管热风炉克服了以往燃煤热风炉热风温度低(350 ℃左右) 、排烟温度高(200~300 ℃) 的缺陷,可使热风温度达到550 ℃,排烟温度在180 ℃以下。使干燥塔干燥效率提高到81 %。该厂白碳黑年产量从1000t提高到1500t 。与燃油热风炉比,系统效率提高10 %以上,在加上燃油价格低等因素,使单位重量白碳黑成本下降50 %之多,一年节省费用达160万元。[ 2 ]
    云南省小龙潭电厂1 号炉应用了热管预热器,应用前锅炉效率约为87. 42 % ,改造后约为89. 74 % ,发电标准煤耗降低8. 8 %(kw. h) 。[3 ]
2  热管换热器在内燃机尾气余热回收中的应用
    徐光启等人以国产4135AD - 8 型余热利用内燃机和50GBF 型余热利用交流发电机组为例,对应用换热器(翅片管式) 回收柴油机余热进行了探讨。通过试验,得出如下结论[4 ] :
(1) 4135AD - 8 型余热利用柴油机额定工况下,热交换系统回收热量88kw ,总能量利用率为88 %。
(2) 对柴油机的动力性、经济性影响不大。
(3) 噪音降低10 - 12db(由于排气端面增大,降低了废气流速) ,烟度降低0. 3 - 0. 5Rb ,余热利用换    热器对于减轻内燃机的污染有一定作用。湘潭大学的袁胜利设计了碳钢- 氨重力式热管换热器,用来回收汽车内燃机废气中的热量。
    用于大型客车的乘员冬季取暖。其换热器的废气进口温度为260 ℃,出口温度65 ℃,新鲜空气的进口温度- 15 —0 ℃,空气出口温度25 ℃。[5 ]
    吉林工业大学汽车工程学院的苏俊林等设计了工质为导热姆的热管换热器,用来回收汽车内燃机排出废气中的热量,用于大型客车冬季取暖问题。经过内燃机台架试验和大客车的道路试验表明,导热姆热管换热器具有热量充足,不影响内燃机动力性、经济性,结构简单、性能可靠等优点。[6 ]
    美国的几艘海岸巡逻艇上安装了换热装置,从内燃机废气、冷却水中提取一部分热量以提高水的温度,供船员们洗澡、洗衣之用。[ 7 ]日本政府规定到1985 年要从汽车发动机中回收12 %的热能,德国MWM 等公司也生产了上述的柴油机与热泵联合装置。[8 ]
    这些应用结果表明热管换热器在热量提取、尾气热量余热回收方面具有交好的性能。其应用潜力较大。
3  热管换热器应用的制约因素
    热管换热器性能较好,但要想使热管换热器性能达到最佳,还有较多问题需要解决。
3. 1  热管工质
    目前限制热管应用的制约因素之一是热管工质的选择,必须根据实际应用环境温度来选择工质,现在还没有一种适合各种工作温度的工质。如果热管换热器运行的环境温度发生变化,热管换热器的效率及可靠性会发生变化。
3. 2  热管参数对换热器性能的影响
    热管直径、热管长度、翅片的结构参数(间距、翅片长度、翅片厚度) 决定翅片效率和翅化比,对热管换热器的传热及流阻性能影响较大,并涉及换热器的紧凑性、投资和运行费用。
    在设计热管时所依据的都是经验,当废气的流量、温度一定时,如何确定热管的直径、翅片高、翅片厚度、翅片间距、热管管间距、热管长度等结构尺寸没有准确的依据。这也影响了热管换热器的应用。
3. 3  积灰
    对于灰尘较多的烟气,如其在热管换热器中流动速度过高,虽然能够提高热管的换热能力,但是会加速热管的磨损,且增大烟气流动阻力;速度较小时,热管翅片上易积灰,使热管换热能力下降,严重时堵塞换热器,使其失效。



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