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      煙氣余熱回收換熱方案綜述

      2018-12-06

      余熱回收范疇,許多情況下因對換熱要素剖析不夠準確,錯誤地選擇換熱方案,一方面一味著重熱管的高換熱效率,在不用運用熱管,如無需軸向傳熱的情況下運用熱管作為換熱元件,反而下降換熱器的換熱效率,浪費鋼材,使換熱本錢大幅前進;另一方面在露點高、粉塵大的煙氣環境運用間壁式換熱器,導致換熱器阻塞和腐蝕嚴峻,構成短時間設備損壞換熱失效。


      煙氣的換熱系數較低,且大部分煙氣中含有SO3和粉塵,回收其熱能有一定的難度。余熱回收以前進經濟效益為意圖,換熱方案的選擇對本錢投入影響較大,換熱方案選擇不合理,本錢投入過大,會大大下降余熱回收的經濟效益。因而應根據各類煙氣的不同特點和工藝要求,規劃選擇科學合理的換熱方案。


      1 含硫含塵煙氣的換熱方案規劃


      1.1 判定露點溫度


      當質料中含有S且在高溫下焚燒時,會產生SO2,少量SO2與O2反應構成SO3,根據煙氣中SO3和水分含量的不同,露點溫度也不相同。SO3含量越高,露點越高;水分含量越高,露點越高。對一含硫煙氣進行余熱回收,首先要判定其露點溫度。當咱們知道了氣相中S03和H20的含量,將其換算成氣相分壓,就可以通過露點溫度圖或由霍夫露點計算式得出露點溫度。換熱器規劃時要求換熱管管壁的溫度要高于露點20 ℃~30 ℃[1],從而有用防止換熱元件的低溫露點腐蝕和積灰。


      1.2 換熱元件的選擇


      關于含硫煙氣的余熱回收一般情況下應選擇熱管換熱器,熱管換熱器的換熱元件是熱管。在余熱回收范疇熱管換熱器比較常規間壁式換熱器有兩大優勢:a) 壁溫可調;b)冷熱側均可盤繞翅片擴展受熱面。


      煙氣的余熱回收以前進經濟效益為意圖,而熱管換熱器中熱管的價值占換熱設備總造價的比值達75%~85%,因而選擇一種造價低價、工作平穩的熱管在余熱回收換熱器的規劃中意義嚴峻。熱管種類許多,在煙氣余熱回收中通常選用鋼水重力熱管,碳鋼水重力熱管結構簡略、制造便當,所用作業液體水無毒無味,汽化潛熱大,黏度低,傳熱功能安穩,作業溫度較寬,30 ℃~250 ℃。因而在基本解決了碳鋼水的相溶性問題后,逐漸成為煙氣余熱回收中的首選[2]。


      1.3 壁溫的調整


      存在露點腐蝕的情況下,設備質料不管選用碳鋼仍是不銹鋼,運用壽數一般不超過1 a。假如煙氣含塵較多,管壁溫度又低于露點,設備通常是因積灰阻塞換熱面而失效。因而將管壁溫度前進至露點以上是熱管換熱器換熱是否成功的要害。


      當不考慮熱損的情況下,熱流體放出的熱量等于冷流體吸收的熱量,則換熱量Qx為:


      Qx=UhAh(th-tv)=UcAc(tv-tc), (1)


      式(1)中,Qx為換熱量,W;Uh、Uc為熱側和冷側的傳熱系數;Ah、Ac為熱側和冷側的傳熱面積,m2;th、tc為熱側和冷側的流體溫度,℃;tv為熱管內部工質的蒸汽溫度,℃。


      由式(1)可以看出通過調整Uh、Ah和Uc、Ac的值,可使熱管的蒸汽溫度tv靠近熱流體或遠離熱流體溫度。因為熱管的管壁溫度靠近管內蒸汽溫度,所以可用調整U、A值的辦法來控制熱管管壁溫度。


      煙氣和空氣換熱時,因為氣體的換熱系數很靠近,一般是通過調整熱管冷熱側比例,翅片高度和螺距來調整管壁溫度。當煙氣和水進行換熱時,因水的換熱系數比煙氣高許多,所以水側一般選用光管,除了調整冷熱比例,還可以通過添加或削減折流板的數量來調整管壁溫度。

      煙氣余熱回收

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