热管烟气换热器的工作原理及特点

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1、热管烟气换热器的工作原理及特点热管烟气换热器是利用热管技术设计、制造的利用热烟气余热加热冷烟气的换热设备。热管是一种具有极高导热性能的元件,它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量,具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变等优点。由热管组成的换热器具有传热效率高,流体阻力损失小、烟气不泄漏、没有附加动力消耗、运行及维护费用低等优点。1.1热管烟气换热器的工作原理热管换热器是一种利用高温流体余热加热低温流体的换热设备。换热器中的热管一般由管壳和内部工作液体(工质)组成。钢制、密闭

2、管壳内抽成真空,工质是经特殊处理的液体,如图1所示。热管受热侧吸收高温流体热量,通过热管壁传给管内工质,工质吸热后沸腾和蒸发,转变为蒸汽。蒸汽在压差的作用下上升至放热侧,受管外低温流体的冷却,蒸汽冷凝并向外放出汽化潜热,低温流体获得热量,冷凝液靠重力回到受热侧。如此周而复始,高温流体热量便传给低温流体,加热低温流体。由于热管内一般抽成10-4～1.3×10-1Pa的真空,工质极易沸腾与蒸发,热管启动非常迅速,因此,它具有很高的导热能力。1.2热管烟气换热器的特点热管烟气换热器具有以下特点:(1)传热效率高

3、。热管烟气换热器中的热管,其冷、热侧均可根据需要采用高频焊翅片来强化传热,弥补了气-气换热器换热系数低的弱点。(2)可有效避免冷、热流体串流。每根热管都是相对**的密闭单元,热管的蒸发段和冷凝段同处于一个整体的上、下2个空间,冷、热流体都在管外流动,中间密封板严密将冷、热流体隔开。(3)可有效防止露点腐蚀。通过调整热管数量或热管冷热侧的传热面积比,使热管壁温提高到露点温度以上。(4)可有效防止积灰。换热器设计可采用变截面结构,保证流体进、出口等流速流动,达到自清灰的目的。(5)运行及维护费用低。由于无任何

4、转动部件,属静设备,没有附加动力消耗,运行费用低;另外,操作和维护简单,不需备品、备件,即使有部分元件损坏,也不影响正常生产。2热管烟气换热器的设计与制造热管烟气换热器最主要的问题是低温区的烟气温度低于酸露点温度,使设备长期处于酸性环境中,因此,低温区的换热元件需采用耐腐蚀材料制造;高温区换热元件可以采用低碳钢制造;壳体则采用碳钢Q235-A材料(内侧喷涂防腐油漆)制造。2.1烧镀搪瓷技术的采用热管是低温区的换热元件,其外表面采用烧镀搪瓷来防止换热器低温露点的腐蚀,即在普通碳钢(翅片管)外涂一层耐酸搪瓷。

5、由于搪瓷层很薄,一般厚度为0.2mm,因而与碳钢结合紧密,对传热效果影响很小。搪瓷管的传热系数大于等于48.3W/(m2?℃),与碳钢管相比,传热系数相对降低率小于7.14%;且搪瓷表面光滑,不易结垢和积灰,又耐磨损、抗腐蚀;与选用耐酸不锈钢材料相比,可降低投资。2.2合理控制热管壁温根据热管的特点,通过调整冷热侧的传热面积比,使热管工作在“允许腐蚀区域”。根据国内、外的试验证明:腐蚀速度不是简单地随温度的降低而增加,而是如图2所示的曲线。从图2中可知,在酸露点,其腐蚀程度并不高,最高热管烟气换热器的工作

6、原理及特点热管烟气换热器是利用热管技术设计、制造的利用热烟气余热加热冷烟气的换热设备。热管是一种具有极高导热性能的元件,它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量,具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变等优点。由热管组成的换热器具有传热效率高,流体阻力损失小、烟气不泄漏、没有附加动力消耗、运行及维护费用低等优点。1.1热管烟气换热器的工作原理热管换热器是一种利用高温流体余热加热低温流体的换热设备。换热器中的热管一般由管壳和内部工作液体(工质)组成。钢制、密闭管壳内抽成真空,工质

7、是经特殊处理的液体,如图1所示。热管受热侧吸收高温流体热量,通过热管壁传给管内工质,工质吸热后沸腾和蒸发,转变为蒸汽。蒸汽在压差的作用下上升至放热侧,受管外低温流体的冷却,蒸汽冷凝并向外放出汽化潜热,低温流体获得热量,冷凝液靠重力回到受热侧。如此周而复始,高温流体热量便传给低温流体,加热低温流体。由于热管内一般抽成10-4～1.3×10-1Pa的真空,工质极易沸腾与蒸发,热管启动非常迅速,因此,它具有很高的导热能力。1.2热管烟气换热器的特点热管烟气换热器具有以下特点:(1)传热效率高。热管烟气换热器中的

8、热管,其冷、热侧均可根据需要采用高频焊翅片来强化传热,弥补了气-气换热器换热系数低的弱点。(2)可有效避免冷、热流体串流。每根热管都是相对**的密闭单元,热管的蒸发段和冷凝段同处于一个整体的上、下2个空间,冷、热流体都在管外流动,中间密封板严密将冷、热流体隔开。(3)可有效防止露点腐蚀。通过调整热管数量或热管冷热侧的传热面积比,使热管壁温提高到露点温度以上。(4)可有效防止积灰。换热器设计可采用变截面结构,保证流体进、出口等流