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热管换热器的发展历程是怎样的?

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热管换热器的发展历程是怎样的?

发布日期:2017-07-03 作者: 点击:

  热管的概念最早出现于20 世纪40 年代,由美国通用汽车公司Gaugler 提出。60 年代,美国的科学家发明了热管换热器, 后经过各国技术人员不断研究改进, 已经取得了很大的进展。我国于70 年代开始进行热管研究, 80 年代第一台热管换热器问世。目前, 在我国用于余热回收的热管换热器取得了良好效果, 并积累了一定的使用经验, 用于余热回收的热管换热器已进入定型生产和标准化阶段。

  笔者于1996 年初对苏南某砂轮厂的生产工艺流程进行了仔细研究, 对各个重要环节的工艺参数进行了长时间的仔细测量, 并提出了使用热管换热器进行工艺流程改造的建议。

  1 原工艺流程及工艺参数

  用热电偶对各个分烟道烟气的温度进行了整个过程的测量, 其温度随时间的分布(烟气工艺参数) 。

  为控制总烟道的烟气参数, 将5 个窑的点火时间相互错开14h, 使总烟道内的烟气参数达到一个稳定值。经测量, 流量为15240kg/h ,温度为295℃。

  2 改造后的工艺流程及工艺参数

  从原工艺流程不难看出, 总烟道内的烟气白白排出, 热量流失十分可惜。若能将这部分废热进行回收, 回收后的热量用于烘房内的坯料烘干, 可取得一举数得之功效。

  对工艺流程进行改造, 在总烟道内设置热管换热器便能很好地达到这一目的。

  实践证明, 经加热后的空气完全能达到烘房所要求的工艺参数。

  改造后的工艺流程具有下述优点:

  (1) 工艺流程简单, 生产实际操作更加简单。

  (2) 回收废热, 减少不必要的设备, 减少设备投资及维护费用。

  (3) 回收废热、节约能源。

  (4) 省去锅炉后, 也可减少对周围大气环境的污染, 具有良好的社会效益。

  3 使用热管换热器应注意的几个问题

  (1) 应严格控制五个窑的工作时间。一是使总烟道的烟气参数稳定, 使换热器工作稳定,得到参数稳定的热空气。二是避免各分烟道的烟气在高温时同时汇入总烟道, 使总烟道内的烟气温度超过300℃。因为本热管换热器采用的是碳钢2水热管, 在300℃这样的高温下工作, 管内蒸气压力偏高, 汽化潜热降低, 将使换热器工作十分不稳定。而高温介质的热管, 如联苯、汞、钠、硫- 碘热管尚处于实验阶段, 用于实际工业运行还欠成熟。

  (2) 热管换热器的位置应尽量选在总烟道与烘房相邻的地方, 输送热空气的管道要尽量短, 并采取保温措施, 这样可使热量损耗降低。

  (3) 本换热器的热管是采用螺旋形翅片来进行换热的, 翅片间距小。虽然在设计中采用了定壁温计算法, 从理论上将热管换热器的每排热管的壁温都控制在烟气的露点之上, 但在实际应用中也可能出现偏差, 出现烟气在热管上结露, 不但会吸附灰尘、结垢, 出现灰堵, 影响换热效率, 而且还会腐蚀热管管壁, 出现露点腐蚀, 影响热管使用寿命。所以, 本热管换热器不能长时间连续使用, 应定期对热管进行清除灰垢, 观察露点腐蚀情况, 合理维护。

  4 结论

  随着工业技术的发展, 特别是现代能源形势的需要, 热管技术正越来越广泛地渗入到各个工业领域。例如, 利用热管换热器回收工业排气中的余热, 用热管或热管换热器移走大功率电子元件或电子仪器的散热, 利用自然能源换热、化学反应器的换热等等。如果在实际应用中能解决热管及热管换热器价格偏高、高温应用、使用时间等问题, 那么热管技术及热管换热器必能在更广泛的领域中推广使用。


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