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        燃煤鍋爐熱管式空氣預(yù)熱器技術(shù)分析

        2014-12-12 07:05:07李可人
        決策與信息 2014年14期
        關(guān)鍵詞:管式預(yù)熱器漏風(fēng)

        李可人

        達爾凱陽光(哈爾濱)熱電有限公司 黑龍江哈爾濱 150000

        燃煤鍋爐熱管式空氣預(yù)熱器技術(shù)分析

        李可人

        達爾凱陽光(哈爾濱)熱電有限公司 黑龍江哈爾濱 150000

        本篇文章主要針對列管式空氣預(yù)熱器之中所存在的相應(yīng)問題進行了闡述,尤其是在介紹熱管技術(shù)發(fā)展情況、熱管工作基礎(chǔ)等方面,來對于燃煤鍋爐自身的熱管式空氣預(yù)熱器相對于以往傳統(tǒng)的管式空氣預(yù)熱器優(yōu)勢進行了分析,同時結(jié)合了相關(guān)的工程實例,全面深入的闡述了燃煤鍋爐熱管式空氣預(yù)熱器技術(shù)的關(guān)鍵所在,以期為我國的燃煤鍋爐熱管式空氣預(yù)熱器技術(shù)發(fā)展作出貢獻。

        【關(guān)鏈詞】熱管;換熱器;空氣預(yù)熱器

        鍋爐空氣預(yù)熱器所安裝的位置,處在鍋爐煙道的低溫段位置,該預(yù)熱器實際上就是對于排煙的余熱來對于進入到錄讓內(nèi)部的助燃空氣進行預(yù)加熱,促使空氣在未燃燒的情況下就達到一個良好的燃燒狀態(tài)下,這對于提升爐膛溫度、鍋爐熱效率、降低燃煤使用量等方面來說,起到了至關(guān)重要的作用。該空氣預(yù)熱器本身主要是屬于氣型換熱器。下文主要針對燃煤鍋爐熱管式空氣預(yù)熱器技術(shù)進行了全面詳細(xì)的分析。

        1.傳統(tǒng)列管式空氣預(yù)熱器存在的問題

        在運行的過程中,列管式預(yù)熱器是具體工作原理主要是熱氣從管道內(nèi)部縱向通過之后,空氣會從管道的外部通過,在這期間,熱氣和空氣直接通過管壁來達到換熱的目的,進而實現(xiàn)了針對空氣進行加熱處理的目。在實際使用的過程中,預(yù)熱器運行期間存在著以下幾個方面的問題:

        1.1 漏風(fēng)

        當(dāng)管子在長期使用的過程中被煙塵所磨穿或者被嚴(yán)重腐蝕之后,就會出現(xiàn)漏風(fēng)的情況,這直接導(dǎo)致大量的空氣流入到煙氣之中,對于整個鍋爐本身的安全性、經(jīng)濟性來說,帶來了直接影響。

        l)使送風(fēng)引風(fēng)機負(fù)荷加大,電耗加大。

        2)由于煙氣中混人空氣,使得煙溫降低,空氣預(yù)熱效果降低,鍋爐效率下降,燃煤量增加。

        3)當(dāng)漏風(fēng)嚴(yán)重時,燃燒所需空氣量不夠,影響鍋爐出力,進而影響生產(chǎn)。

        1.2 腐蝕

        由于煙氣本身是直接在管內(nèi)進行流動,并且持續(xù)不斷的向外傳熱,這也就導(dǎo)致煙氣管道的每個管子方向的管壁溫度有著一定的差異性。如此一來,部分管子始終處在最大腐蝕溫度條件之下,長時間之后必然導(dǎo)致管壁穿孔現(xiàn)象出現(xiàn)。

        1.3 黏性堵灰

        工作在煙道低溫段的空氣預(yù)熱器堵灰與腐蝕是密切相關(guān)的。在酸露點以下工作的管子由于硫酸結(jié)露,產(chǎn)生翁灰現(xiàn)象。傳統(tǒng)列管式空氣預(yù)熱器由于每根管子兩端的管壁溫度差別大,很難避開酸露點,致使腐蝕嚴(yán)重,黏性堵灰也很嚴(yán)重且清理很困難。

        2.熱管式空氣預(yù)熱器技術(shù)分析

        2.1 熱管技術(shù)發(fā)展概況

        1968 年,美國第1次成功地將熱管技術(shù)應(yīng)用于航天器及高空航空器熱控制。20世紀(jì)80年代初,美國又制造出第1只低成本熱管,使熱管技術(shù)從“天”上轉(zhuǎn)到“地”上,熱管制造成本的降低,使該技術(shù)應(yīng)用范圍迅速擴大。中國從20世紀(jì)70年代開始進行用于航空航天領(lǐng)域的熱管技術(shù)的理論研究和試驗,并日益廣泛地用于節(jié)能換熱等領(lǐng)域。

        2.2 熱管工作原理

        熱管的典型結(jié)構(gòu)見圖1,它由管殼、毛細(xì)多孔材料(吸液芯)和蒸氣腔(蒸氣通道)所組成。從傳熱狀況看,熱管沿軸向可分為蒸發(fā)段、絕熱段、冷凝段3部分。工作時,蒸發(fā)段因受熱而使毛細(xì)材料中的工作液體(工作介質(zhì))蒸發(fā),蒸氣流向冷凝段,在這里受到冷卻使蒸氣凝結(jié)成液體,液體再沿多孔材料靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)段。如此循環(huán),熱量由熱管的一端傳至另一端。由于汽化潛熱大,所以在極小的溫差下就能把大量的熱量從熱管的蒸發(fā)段傳至冷凝段。熱管幾乎是在等溫狀態(tài)下傳遞熱量,導(dǎo)熱速度快。實驗表明,1根長為0.6m、直徑為13mm、質(zhì)量為0.34kg的熱管,在10℃工作溫度下輸送20W的能量,其溫降僅為0.5℃。而輸送同等能量的同樣長的實心銅棒質(zhì)量為0.7kg,兩端溫差竟高達70℃。絕熱段作為蒸氣通道的不工作部分不承擔(dān)傳熱任務(wù),而是為了分開冷、熱源并使熱管能適應(yīng)某種布置方式而設(shè)置的比叼。

        當(dāng)熱管在地面上應(yīng)用時,只要將熱管傾斜放置,加熱段在下,冷卻段在上,便可利用重力來幫助凝液回流,這樣對吸液芯的要求大大降低。當(dāng)熱管與水平方向傾角達到某值時,就可以不加吸液芯,完全依靠重力回流液體,這種熱管稱為重力熱管(或稱熱虹吸管)。重力熱管結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,成本低,適用于節(jié)能工程中。

        2.3 熱管式空氣預(yù)熱器技術(shù)特點

        1)熱管式空氣預(yù)熱器能徹底解決漏風(fēng)問題。

        依據(jù)熱管換熱器本身的具體運行原理以及工作方式來看,采取熱管方案的形式,能夠切實有效的解決其中所呈現(xiàn)出的漏風(fēng)問題。而之所以能夠起到良好效果,就是由于在實際工作運行期間其中的冷熱介質(zhì)之間被嚴(yán)格的隔開,即便是在這一過程中熱管本身被煙氣所磨穿,那么也僅僅只能夠?qū)е聼峁苁У默F(xiàn)象出現(xiàn),但另外一端的熱管在這期間會依然處在一個完好的狀態(tài)之下,避免了外部空氣進入到管道內(nèi)部影響煙氣的可能性,所以,該方案有效的解決了漏風(fēng)問題。

        2)熱管方案可以減輕腐蝕及控制腐蝕。

        熱管本身是等溫傳熱效應(yīng),也就是管道壁上各個不同的部分溫度基本是相等的,如此以來便可以通過讓熱管只在酸露點以上工作的形式降低腐蝕現(xiàn)象。在壁溫自身的溫度超出酸露點10℃的情況下,可以有效的防止熱面出現(xiàn)受腐蝕的情況。而對于本身處在低溫段之下空氣預(yù)熱器來說,可以采取針對設(shè)計參數(shù)進行調(diào)整的方式,來促使在最大腐蝕溫度之下的熱管管壁溫度能夠提升,防止最大腐蝕溫度對于管壁帶來的強烈腐蝕效果,保證熱管的腐蝕速度能夠處在0.2mm/a。如果說能夠使用厚度為2.5mm壁厚的熱管,那么在熱管方案的保護之下,其工作壽命至少能夠保持在10a左右。

        3)熱管方案的使用,能夠最大限度的緩解輕積灰以及堵灰現(xiàn)象,并且在有需要的情況下還可以直接采取避免堵灰的措施。而在該方案本身實際執(zhí)行的過程中,可以促使熱管本身的管壁溫度超出酸露點,也就是達到了避免松散性積灰現(xiàn)象出現(xiàn)的目的。

        4)熱管式空氣預(yù)熱器換熱效率高,空氣預(yù)熱效果好,節(jié)煤,并且工作穩(wěn)定性好。

        3.結(jié)語

        綜上所述,熱管式空氣預(yù)熱器在和列管式空氣預(yù)熱器進行比較之后,能夠明顯的發(fā)現(xiàn),熱管式預(yù)熱器所呈現(xiàn)出的優(yōu)勢有預(yù)熱溫度高、節(jié)省燃料、壽命較長等。特別是熱管式預(yù)熱器能夠良好的解決傳統(tǒng)預(yù)熱器的漏風(fēng)問題、腐蝕問題等,經(jīng)濟效益提升效果極為明顯。因此,應(yīng)當(dāng)要對于燃煤鍋爐熱管式空氣預(yù)熱器技術(shù)加以廣泛的應(yīng)用,這對于我國的熱能供給行業(yè)起到極大推動作用。

        [1]張海峰,唐平.一種氣-液翅片管式熱管換熱器的研制[J].科技信息,2011(10)

        [2]苑明舫.換熱器運行穩(wěn)健度的蒙特卡羅評價方法[J].化工裝備技術(shù),1999(02)

        [3]戴紹碧.空調(diào)翅片管換熱器研究進展[J].中國西部科技,2011(24)

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