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换热器的设计与制作

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工业炉
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产品描述
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工业窑炉换热器的应用:

     工业窑炉是耗能大户,且窑炉的种类十分繁多,炉子的热效率国内平均水平为国外先进水平的一半,总计年耗标准煤一亿多吨,有很大的节能潜力,其排烟温度较高,往往超过300℃,有的达到500~600℃甚至更高,作为余热回收方案而言,较多采用空气预热器(当然也可采用余热锅炉),对于烟气温度在400℃以下的中低温余热,主要采用空气预热器,热管换热器在此能够大显身手。我国机械工业部标准“机械工业节能设计技术规定”中提到:工业炉窑排烟温度为400℃以下时,宜采用热管换热器。

工业炉窑中有相当大一部分没有装引风机,要求余热设备阻力小,同时因地位狭小,而要求设备紧凑,特别适合应用热管空气预热器。

我们应用下列各种布置方式:

⑴窑炉 + 热管空气换热器

⑵窑炉 + 热管热水器 + 热管空气换热器(适用于排烟温度很高时)

⑶窑炉 + 喷流或渗铝管空气换热器 + 热管空气换热器(适用于较高的预热空气温度时)

⑷窑炉 + 各种型式空气换热器 + 热管热水器或热管开水器与热水器复合装置

⑸窑炉 + 热管余热锅炉

⑹窑炉 + 其它换热器 + 热管余热锅炉

⑺窑炉 + 热管余热锅炉 + 其它换热器

1、空气换热器或余热锅炉

 热管换热器型式的确定,应当从以下几个方面考虑:

①根据企业的需要,如果工业窑炉需要助燃,应尽可能选用空气换热器。工艺需要蒸汽时,用余热锅炉。

②根据余热回收的可能性,余热锅炉只有在排烟温度大于300℃的工业炉中才有可能。

③可靠性,如果采用碳钢一水热管,其管内工质最高工作温度为300℃,以保证安全;热管外侧最低壁面大于酸露点,以避免腐蚀。/这些限制对换热器式的选择也会有直接的影响。

④经济性,型 式的选择在有多种方案可能时,需进行经济性比较,(根据具体情况)选用上述形式⑴、⑵、⑶、⑷、⑸、⑹、⑺。

2、气—气及气—水组合型热管换热器

 由于工业窑炉的排烟温度往往较高,有时超过400℃,可达到500~600℃,甚至更高。作为气—气型热管换热器,最高允许的烟气入口温度在一般情况下仅为350~400℃,此时采用气—水及气—气组合型热管换热器是一种很好的方案,即为烟气温度高于350~400℃的区域应用气—水式换热器,而在烟气温度较低的区域应用气—气型热管换热器。以上的划分温度是以应用碳钢一水热管为依据的,其工质的最高允许温度为300℃,具体属于上述形式⑵。

3、热管换热器的匹配

 工业窑炉有时需要300~400℃或更高温度的热空气助燃。当热空气温度超过250℃时,只用热管空气换热器会使碳钢一水热管的最高工作温度超过300℃,因此空气从进口温度加热到250℃时采用热管空气换热器,而从250℃上升到更高值时采用常规空气热器,这是一种合理的布置方式,如上述形式⑶。

常规空气换热器可以选用渗铝钢管式或喷流式,因为它们可以与热管空气换热器很好地匹配在一起。

4、热管余热锅炉的不同类型

 热管余热锅炉可以分为二大类型:单管型及联箱型,前者适用于小容量的余热锅炉,热管放段直接插入汽包内,我们研制的最大容量为2t/h(蒸发量);后者适用于大容量的余热锅炉,热管放热段插入垂直的大直径管中,这些大直径管由联箱再引出管子通至汽包,我们研制的容量为1—10t/h(蒸发量)。这二种形式蒸汽侧的结构是不同的。

由于受至碳钢-水热管工质最高工作温度为300℃的限制,余热锅炉蒸汽工作压力不会超过1mpa,烟气入口温度一般也不能太高,如450~500℃为最高值。当烟气进口温度很高时,可采用上述形式⑹。

5、结论

 热管换热器在工业锅炉及工业窑炉中均可发挥不可替代的巨大作用,在对现有锅炉、窑炉进行技改,及新建锅炉、窑炉中可广泛采用该设备。

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