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工業(yè)鍋爐容量較小，參數(shù)低，故此運(yùn)行效率較低，一般為65%左右，其節(jié)能潛力較大。除了改善燃燒、降低灰渣含碳量以外，降低排煙溫度減少熱量損失是提高工業(yè)鍋爐效率的重要措施。工業(yè)鍋爐的省煤器和空氣預(yù)熱器的效率不高，因之熱管技術(shù)在工業(yè)鍋爐尾部的應(yīng)用顯得非常重要。我們在國內(nèi)數(shù)百家單位使用熱管余熱回收起到很好的效果。
表1列出了工業(yè)鍋爐改裝熱管空氣預(yù)熱器前后的參數(shù)對比，可以看出改裝后鍋爐的效率提高了10%，表2列出了工業(yè)鍋爐尾部熱管空氣預(yù)熱器的參數(shù)。
表1. KZL4-13-A型鍋爐熱工對比試驗表
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項 目 |
鍋爐改裝前 |
鍋爐改裝后 |
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Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅰ |
Ⅱ |
|
出力 /（kg/h）
煤量 /（kg/h）
低位發(fā)熱量 /（kJ/kg）
爐膛溫度 /℃
冷風(fēng)溫度 /℃
熱風(fēng)溫度 /℃
爐渣含碳量 /%
飛灰含碳量 /%
煤含碳量 /%
RO2
O2
αpy
Tpy /℃
q2
q3
q4
q5
q6
正平衡效率 /%
反平衡效率 /% |
3472
576.75
21372
887.94
37.1
22.38
45.94
56.43
11.94
7.28
1.59
175.54
7.24
1.0
11.45
2.9
0.71
71.75
75.81 |
3595
600.09
20791
969.4
39.73
25.12
41.78
45.19
11.11
8.29
1.61
177.32
7.54
0.79
14.84
2.9
0.66
73.23
73.27 |
4016.23
562.2
23337
1090
24.83
121.2
15.84
26.09
24.79
10.3
9.3
1.75
135.9
6.88
2.20
6.35
2.9
0.34
80.35
81.28 |
3716.80
472.3
24737
1078
23.97
118.9
8.56
18.03
24.05
8.2
11.78
2.20
127.56
8.66
1.83
3.9
2.9
0.24
83.71
82.98 |
表2. 熱管換熱器主要參數(shù)
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名稱 |
1t/h鍋爐 |
2t/h鍋爐 |
4t/h鍋爐 |
|
熱管直徑 d0/mm
熱管直徑 di/mm
翅片高度 hφ/mm
翅片厚度 δφ/mm |
32
26
15
1.2 |
32
26
15
1.2 |
32
26
15
1.2 |
|
翅片
間隙 |
熱段 /mm |
6.2 |
6.2 |
6.2 |
|
冷段 /mm |
4.2 |
4.2 |
4.2 |
|
熱管長度 l/mm
冷凝段 lc/mm
蒸發(fā)段 le/mm
迎風(fēng)面寬度 b/mm
管數(shù) n/根
迎面管數(shù) /根
排數(shù) /排
煙氣進(jìn)口流速 /（m/s）
空氣出口流速 /（m/s）
冷風(fēng)進(jìn)口流速 /（m/s）
冷風(fēng)出口流速 /（m/s）
總傳熱量 /kw
煙氣量 /(kg/h)
空氣量 /(kg/h)
煙氣溫差 /℃
空氣溫差 /℃
管內(nèi)最高溫度 /℃
最低管壁溫度 /℃ |
1000
313
469
341
36
5
8
12.64
11.2
8.2
10.9
4.08×10
1800
1300
70
96
198.9
110.5 |
1000
405
580
545
60
8
8
12.75
11.2
7.8
10.6
8.64×10
3555
2568
71
101
204
109.28 |
1000
465
845
748
84
11
8
12.98
11.36
8.16
11.12
18.2×10
7110
5115
76
106.6
213.2
113.5 |
應(yīng)用實例：某化工廠一臺6.5T/h的蒸汽鍋爐，由于省煤器及空氣預(yù)熱器效率不高，鍋爐出口排煙溫度在220℃左右。回收這部分低溫余熱可以獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。
在鍋爐出口的煙道中裝設(shè)熱管蒸汽發(fā)生器，出鍋爐溫度為220℃左右的煙氣經(jīng)過熱管的蒸發(fā)段，降至140℃以下，經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入煙筒。給水溫度為90℃左右，產(chǎn)生0.25Mpa（絕壓）飽和蒸汽送給工藝工段使用。運(yùn)行6個月后，檢查熱管基本無積塵、無腐蝕現(xiàn)象，由于鍋爐操作負(fù)荷的變動，該蒸汽發(fā)生器進(jìn)口溫度一直在180～220℃之間波動，但出口溫度始終在140℃以下。運(yùn)行3個月、6個月的測試結(jié)果如表3：
由此可見：在長期運(yùn)行過程中，煙氣的溫度始終保持65℃左右，該裝置的平均熱負(fù)荷（以產(chǎn)生蒸汽量計）為7.15ⅹ105KJ/hr，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤35Kg/h（標(biāo)準(zhǔn)煤按104KJ/Kg，鍋爐效率按70%計），年節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤277.2噸，每噸150元計，年收益為4.158萬元。
熱管蒸氣發(fā)生器應(yīng)用實例
表3. 應(yīng)用熱管的余熱鍋爐熱負(fù)荷測試結(jié)果
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測定次數(shù)
項 目 |
1 |
2 |
3 |
|
測定時間 |
1982.3.31 |
1982.6.8 |
1982.6.9 |
|
測
定
方
法 |
煙氣流量
煙氣溫度
給水流量
蒸汽干度 |
風(fēng)速儀
熱電偶溫度計
計量桶
堿度法 |
畢托管加微壓計
熱電偶溫度計
渦輪流量計
堿度法 |
畢托管加微壓計
熱電偶溫度計
渦輪流量計
堿度法 |
|
煙
氣
側(cè)
數(shù)
據(jù) |
煙氣平均流速（m/s）
煙氣溫度℃
煙氣流量（標(biāo)態(tài)）（m3/h）
副線泄露煙氣流量（標(biāo)態(tài)）（m3/h）
通過熱管煙氣流量（標(biāo)態(tài)）（m3/h）
進(jìn)口煙氣溫度℃
出口煙氣溫度℃
煙氣溫降℃
煙氣放出熱量KW
煙氣側(cè)熱損% |
5.504
101
7458
260
7198
208.9
139
69.9
195
3 |
12.4
208
10134.5
260
9874.5
198
136
64
230
3 |
12.4
204
10209.2
260
9949.3
204
140
64
240
3 |
|
煙氣側(cè)實際供熱量KW |
190 |
224 |
233 |
|
水
蒸
氣
側(cè)
數(shù)
據(jù) |
給水溫度℃
蒸汽壓力Mpa
蒸汽干度%
給水流量Kg/h
蒸汽帶走熱量KW
蒸汽側(cè)熱損%
蒸汽側(cè)熱負(fù)荷KW |
54.9
0.13
3.6
267
178
3
183 |
62
0.15
3.6
324.73
203
3
209 |
65
0.12
3.6
327.8
203
3
209 |
|
蒸汽側(cè)與煙氣側(cè)熱負(fù)荷誤差%
熱管余熱鍋爐壓力降Pa |
3.7
536 |
6.3
400 |
9.1
400 |
|
備 注 |
7次測量數(shù)據(jù)平均，累計進(jìn)水時間198min，進(jìn)水881Kg |
累計進(jìn)水時間119min，進(jìn)水650Kg，液位計漏水20Kg/h |
累計進(jìn)水時間115min，進(jìn)水628.2Kg，液位計漏水20Kg/h |
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