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热管换热器应用现状及其制约因素
大庆市让湖路区第三
小学
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郭振贤
大庆市让湖路区五牧场作业队 刘仁涛
摘 要 对热管换热器在锅炉、内燃机尾气余热回收方面的应用现状进行了探讨 ,认为其
在热量提取、尾气热量余热回收方面具有较好的性能 ,应用潜力较大。同时对制约换热器应用
的因素进行了探讨。
关键词
中图分类号 :TU832. 1. 1 文献标识码 :B 文章编号 :1009 —3230 (2002) 04 —0032 —02
0 前言
能源是发展国民经济的重要物质基础 ,是人
类赖以生存的必要条件。能源开发与利用程度是
反映人类进步、文明的一个重要标志。能源的生
产、建设与消费 ,又将直接制约着国民经济的向前
发展和人民物质文化生活水平的提高。因此 ,能
源问题已成为当今世界普遍关注的重大问题。[1 ]
1973 年和 1978 年所发生的两次世界能源危
机 ,其实质是价格危机 ,它宣告了廉价石油供应时
代的结束。能源危机使世界各国特别是进口石油
的发达国家大力开展节能。以美国为例 ,1973 -
1986 年 ,通过节能 ,提高能源效率 ,在总能耗不增
加的情况下 ,国民生产总值增加了 35 % ,化石能
源消耗量还略有下降 ,1973 - 1986 年石油和天然
气消耗量每年实际下降 1. 2 % ,如果和 1973 年能
源效率相比 ,平均每年在能源消耗方面要节约
1500 亿美元 ,节能措施使其石油和天然气消费每
天节省约 1400 万桶 ,约相当于 OPEC 总生产能力
的 1/ 2 ,节省了约 50 %的电力 ,大约合 800 亿美
元。加之在最近一个时期全球气候变暖的温室效
应、人口膨胀和第三世界的贫困 ,使得节能工作受
到极大重视。[1 ]
1 热管换热器在工业锅炉中的应用
陈敏等对高温热管热风炉在白碳黑喷雾干燥
中的应用进行了研究 ,试验
表
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明高温热管热风炉
克服了以往燃煤热风炉热风温度低 (350 ℃左右) 、
排烟温度高 (200~300 ℃) 的缺陷 ,可使热风温度
达到 550 ℃,排烟温度在 180 ℃以下。使干燥塔干
燥效率提高到 81 %。该厂白碳黑年产量从 1000t
提高到 1500t。与燃油热风炉比 ,系统效率提高
10 %以上 ,在加上燃油价格低等因素 ,使单位重量
白碳黑成本下降 50 %之多 ,一年节省费用达 160
万元。[2 ]
云南省小龙潭电厂 1 号炉应用了热管预热
器 ,应用前锅炉效率约为 87. 42 % ,改造后约为
89. 74 % ,发电
标准
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煤耗降低 8. 8 %(kw. h) 。[3 ]
2 热管换热器在内燃机尾气余热回
收中的应用
徐光启等人以国产 4135AD - 8 型余热利用
内燃机和 50GBF 型余热利用交流发电机组为例 ,
对应用换热器 (翅片管式)回收柴油机余热进行了
探讨。通过试验 ,得出如下结论[4 ] :
(1) 4135AD - 8 型余热利用柴油机额定工况
23 应用能源技术 2002 年第 4 期 (总第 76 期)
Ξ 收稿日期 :2002 —06 —11
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下 ,热交换系统回收热量 88kw ,总能量利用率为
88 %。
(2) 对柴油机的动力性、经济性影响不大。
(3) 噪音降低 10 - 12db (由于排气端面增大 ,
降低了废气流速) ,烟度降低 0. 3 - 0. 5Rb ,余热利
用换热器对于减轻内燃机的污染有一定作用。
湘潭大学的袁胜利
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
了碳钢 - 氨重力式热
管换热器 ,用来回收汽车内燃机废气中的热量。
用于大型客车的乘员冬季取暖。其换热器的废气
进口温度为 260 ℃,出口温度 65 ℃,新鲜空气的进
口温度 - 15 —0 ℃,空气出口温度 25 ℃。[5 ]
吉林工业大学汽车工程学院的苏俊林等设计
了工质为导热姆的热管换热器 ,用来回收汽车内
燃机排出废气中的热量 ,用于大型客车冬季取暖
问题。经过内燃机台架试验和大客车的道路试验
表明 ,导热姆热管换热器具有热量充足 ,不影响内
燃机动力性、经济性 ,结构简单、性能可靠等优
点。[6 ]
美国的几艘海岸巡逻艇上安装了换热装置 ,
从内燃机废气、冷却水中提取一部分热量以提高
水的温度 ,供船员们洗澡、洗衣之用。[ 7 ]日本政府
规定到 1985 年要从汽车发动机中回收 12 %的热
能 ,德国 MWM 等公司也生产了上述的柴油机与
热泵联合装置。[8 ]
这些应用结果表明热管换热器在热量提取、
尾气热量余热回收方面具有交好的性能。其应用
潜力较大。
3 热管换热器应用的制约因素
热管换热器性能较好 ,但要想使热管换热器
性能达到最佳 ,还有较多问题需要解决。
3. 1 热管工质
目前限制热管应用的制约因素之一是热管工
质的选择 ,必须根据实际应用环境温度来选择工
质 ,现在还没有一种适合各种工作温度的工质。
如果热管换热器运行的环境温度发生变化 ,热管
换热器的效率及可靠性会发生变化。
3. 2 热管参数对换热器性能的影响
热管直径、热管长度、翅片的结构参数 (间距、
翅片长度、翅片厚度) 决定翅片效率和翅化比 ,对
热管换热器的传热及流阻性能影响较大 ,并涉及
换热器的紧凑性、投资和运行费用。
在设计热管时所依据的都是经验 ,当废气的
流量、温度一定时 ,如何确定热管的直径、翅片高、
翅片厚度、翅片间距、热管管间距、热管长度等结
构尺寸没有准确的依据。这也影响了热管换热器
的应用。
3. 3 积灰
对于灰尘较多的烟气 ,如其在热管换热器中
流动速度过高 ,虽然能够提高热管的换热能力 ,但
是会加速热管的磨损 ,且增大烟气流动阻力 ;速度
较小时 ,热管翅片上易积灰 ,使热管换热能力下
降 ,严重时堵塞换热器 ,使其失效。
参考文献
1 周凤起. 国外又重视节能了. 能源研究与利用 ,
1991 ,1 :12 - 13
2 陈敏等. 高温热管热风炉在白碳黑工业中的应
用. 节能技术. 1999 ,17 (94) :11 - 12
3 赵宝珠等. 热管空气预热器在电站锅炉中的应
用.
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械学报 , 1985 ,1 :58 - 68
5 袁胜利. 利用汽车废气取暖的热管换热器. 节能 ,
1991 ,11 :36 - 36
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林工业大学学报 ,1985 ,4 :121 - 130
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I n Marine Diesel Power Plant. DGTW ,1984 ,1 :12 - 14
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332002 年第 4 期 (总第 76 期) 应用能源技术
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