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新型高效热管节能器

晨怡热管 2009-11-3 1:29:32
热管是一种新型、高效的传热元件,它利用密闭管内工质的蒸发和冷凝来进行传热,具有导热速度快、等温性好、热流密度大而且可调、使用寿命长等突出优点。在宇宙航行及空间飞行领域最早应用热管技术,目前已广泛应用在电力、冶金、化工、玻璃、电子、轻工等行业的余热回收、加热、均温、散热、干燥等。
热管节能器,是应用热管技术研制开发的一种高效换热装置,为气-液式热管换热装置,其结构紧凑、换热效率高、使用方式灵活。
特点:
1、应用范围广泛
  应用于各种不同功率的锅壳式常压(承压)燃油、燃气热水锅炉、蒸汽锅炉的节能改造,回收排烟余热用于预热回水,以及其它热工设备烟气余热、化工废热回收等,提供供暖、生活及工业用热水。
2、经济效益显著
  可以最大限度的回收烟气中的余热,使锅炉的热效率提高3~7%,可为用户节省可观的燃料消耗费用,一般在1年左右即可收回改造投资费用。
3、承压性能好
  热管节能器水侧和烟气侧箱体均采用圆形结构,配合优质材料及精良的制造工艺,可以满足不同的承压要求。
4、运行可靠,使用寿命长
  热管节能器比常规换热器更安全,可长期连续可靠运行,正常使用寿命可达十年以上。
5、设置缺水保护功能,可防干烧
  为了防止热管节能器缺水超温,热管节能器上装备有缺水保护装置,避免干烧的可能性。
6、换热效率高,占地面积小
  热管导热强,热反应快,结构紧凑,占地面积小,布置灵活,特别适合于工程改造及地面空间狭小和设备拥挤的场合。
7、安装方式灵活多样
  热管节能器安装时不需要改变锅炉结构,只需将节能器安装在排烟管道系统内,并且可以根据场所情况布置在锅炉房的合适位置,适合广泛用于已经安装使用的锅炉改造。
8、维护保养简单方便
  日常使用无需维护,定期清灰简单方便。

节能器结构参数                                      单位:mm 

型号

A

B

C

D

E

DN1

DN2

DN3

M×N

自重(kg)

GRQ1-Y(Q)-2

660

F418

835

334

F480

100

1/2

1/2

3903326

151

GRQ2-Y(Q)-2

710

F418

1090

472

F530

125

1/2

1/2

4003480

248

GRQ3-Y(Q)-2

850

F418

1092

474

F670

200

1/2

1/2

5403480

405

注:以上参数为常规设计,可根据用户要求设计相应热工设备配置的热管节能器。

技术参数—节能器外形尺寸示意图

燃油(气)锅炉用热管节能器性能参数表                             
 

产品型号

锅炉功率
(MW)

水侧额定
设计压力
(Mpa)

设计烟气
侧温降
(℃)

烟气量
(Nm3/h)

设计进水
温度
(℃)

节能系数

20K循环
水量
(L/h)

烟侧设计阻力
(Pa)

水侧设计
阻力
(Pa)

 

GRQ1-Y(Q)-2

 

0.35

 

 

 

0.7

 

 

 

50~120

404.7

 

 

 

55~70

 

 

 

3~7

15000

 

£120

 

£5

0.41

474.0

17500

0.46

531.8

20000

0.53

612.8

22500

 

GRQ2-Y(Q)-2

0.58

670.6

25000

 

£150

 

£8

0.70

809.3

30000

0.81

936.5

35000

0.93

1075.2

40000

1.05

1214.0

45000

1.16

1341.2

50000

 

GRQ3-Y(Q)-2

1.40

1618.6

60000

 

£210

 

£10

1.75

2023.3

75000

2.10

2428.0

90000

 注:以上参数为常规设计,可根据用户要求设计相应热工设备配置的热管节能器。
 
热管节能器经济效益分析                                        单位:元
 

一天

一年

五年

十年

 

北京
(供暖期129天)

燃油(气)锅炉功率0.7MW

72

9,288

46,440

92,880

燃油(气)锅炉功率1.4MW

142

18,576

92,880

185,760

燃油(气)锅炉功率2.1MW

192

24,768

123,840

247,680

燃油(气)锅炉功率2.8MW

282

36,378

181,890

363,780

 

上海
(供暖期62天)

燃油(气)锅炉功率0.7MW

72

4,464

22,320

44,640

燃油(气)锅炉功率1.4MW

142

8,804

44,020

88,040

燃油(气)锅炉功率2.1MW

192

11,940

59,520

119,040

燃油(气)锅炉功率2.8MW

282

17,484

87,420

174,840

 

 

西安
(供暖期100天)

锅炉功率0.7MW

轻柴油

72

7,200

36,000

72,000

天然气

45

4,500

22,500

45,000

锅炉功率1.4MW

轻柴油

142

14,200

71,000

142,000

天然气

89

8,880

44,400

88,800

锅炉功率2.1MW

轻柴油

192

19,200

96,000

192,000

天然气

120

12,000

60,000

120,000

锅炉功率2.8MW

轻柴油

282

28,200

141,000

282,000

天然气

176

17,600

88,000

176,000

注:按住宅供暖12小时/天计算,燃油(气)锅炉热效率按提高3%计算,燃料价格为当地价。
     空气预热器     空气预热器是利用烟气余热提高进入炉膛的空气温度的设备。它的工作原理是:受热面的一侧通过烟气、另一侧通过空气,进行热交热,使空气得到加热,提高温度;使烟气排烟温度下降,提高烟气余热的利用程度。
  空气预热器有如下作用:
  1、改善并强化燃烧。当经过预热器后的热空气进入炉内后,加速了燃料的干燥、着火和燃烧过程,保证炉内稳定燃烧,起着改善、强化燃烧的作用。
  2、强化传热由于炉内燃烧得到改善和强化,加上进入炉内的热风温度提高,炉内平均温度水平也有提高,从而可强化炉内辐射传热。
  3、减小炉内损失,降低排烟温度,提高锅炉热效率。 由于炉内燃烧稳定,辐射热交换的强化,可以降低化学不完全燃烧损失;另一方面,空气预热器利用烟气余热,进一步降低了排烟损失,因此,提高了锅炉的热效率。根据经验,当空气在预热器中温度升高1.5℃时,排烟温度可降低1℃。在锅炉烟道中安装空气预热器后,如果能把空气预热150~160℃,就可以降低排烟温度110~120℃,可将锅炉热效率提高7%~7.5%,可节约燃料11%~12%。
  4、热空气可以作为燃料的干燥剂。对于层燃炉,有热空气,可以使用水分和灰分较高的燃料;对于电站锅炉,热空气是制粉系统的重要干燥剂和煤粉输送介质。   烟气余热换热器      特点:
  1、 烟气温度较高,约在500摄氏度以上,常规焊接翅片管式换热器不可用,因翅片很薄,翅片与管道连接点仅为点焊,在高温冲击下极易断裂。高频焊接翅片管耐高温,但在此工况中,要求在很短的时间及空间下达到换热指标,管子排列已相当紧密,若加翅片会增加烟气阻力,增加风机负担,故选择光管换热。
  2、  烟气为天然气燃烧热处理尾气,携带有微量颗粒,时间久了会在换热器表面形成一层黑垢,故换热器的烟气侧间隙不可过小。冷侧为来自大气的新鲜空气,不会对设备产生污垢,所以选择烟气走管外,空气走管内。
  3、为增大传热效率,空气设计为双流程,即空气在烟气末端进入,通过集箱转向后,与高温尾气完全换热。
  4、换热器传热管内部增加扰流子,空气在流动中呈旋转态,保证了冷空气都能与炙热的管壁接触,管子采用三角形错位排列,促使烟气通过换热器时能充分与外管壁传热。整个换热器在运行过程中形成供热效应,温度很均匀。
  5、换热器传热管采用不锈钢制造,可有效防止腐蚀,对需要经常开启设备的系统特别实用。
  6、换热器列管为立式排列,热胀冷缩产生的应力全集中到集气下部的弹簧支座上,对换热器的整体密封性的伤害降到了最小。
  7、高温传热管采用不锈钢制造,非常坚固耐用,设计温度最高可达600度,对不稳定情况可以有效抵御。
  8、 换热器与外壳之间设有耐高温保温层,经久耐用。   烟气余热回收节能装置   产品简介
  燃油燃气锅炉烟气余热回收节能装置安装在燃油或燃气锅炉、中央热水机组、溴化锂中央空调的排烟系统之上。该装置能充分吸收烟气中所白白排走的热能,大大降低烟气温度,可使最后的排烟温度降到50-60℃,既节能又环保。
  卧式内燃锅壳锅炉发展已有一百多年的历史,是在工业、民用设施中使用最广泛、数量最多的炉型之一。以WNS型锅炉为例,多以油、气为燃料,采用一体化全自动燃烧机,微正压燃烧,有结构简单、安全性能高、全自动化程度高、操作简单、密封性能好、维修方便、安装快捷、体积小等优点,因此,至今仍为市场上的主导产品之一。
  WNS型锅炉排烟温度较高,热效率较低也是一项缺点。加装节能器可以降低排烟温度,提高热效率,从而可以节约燃料费用。由于锅炉是微正压燃烧,出口处烟气仍有少量的正压余量,但却不能克服常规节能器的阻力;如果加装引风机则增加自动控制难度,且操作维护复杂。低阻热管式节能器有其独到的优点,它能满足WNS型锅炉的特殊要求,提高锅炉热效率,又不影响WNS型锅炉的固有优点。
热管节能器是近年发展起来的目前为止较适合燃油锅炉的新型节能器,有传热效率高、抗腐蚀能力强、安全性好、阻力小等优点,但也有体积较大的缺点。
工作原理
  热管节能器是一种气---水型热管换热器,烟气与水的热交换是通过“热管”来完成的。
  “热管”是指一个装有少量工作介质的真空容器,是一种特别高效的传热元件。热管由蒸发段、绝热段、冷凝段组成,当热量传入蒸发段时,工作介质吸收热量后,便蒸发流向冷凝段,在那里释放出汽化潜热,再冷凝变成液体,然后在多孔液芯的毛细力或重力的作用下返回蒸发段。如此反复循环,通过工质的相变及传质来传递热量。
  热管的特性是:导热很高,其有效导热可以是实芯铜棒的10~10000倍;等温性能好,其表面温差通常只有1~2℃;热流密度可变换,可调节范围较大,具有恒温特性,安全可靠性好,无需修理、使用寿命长等。
  将若干热管元件按一定方式排列组合,烟气通过其蒸发段,水则流过冷凝段,这就是热管节能器的基本结构形式。当烟气流经节能器的蒸发段时,管内工质便蒸发流向冷凝段(水侧),热量被水吸收后,工质便冷凝返回蒸发段(烟气侧),如此循环不断,烟气的热量就通过热管迅速传递到水中。
性能特点
  1、 传热强度、传热系数高,单位体积的传热面积比管壳式大3~4倍。
  2、 烟侧流阻低,只有20~40Pa。
  3、 抗腐蚀力强,在低温给水条件下,烟侧仍有较高壁温,可以避免酸腐蚀;
  4、 结构紧凑、体积小、重量轻;体积及重量比管壳式小1/2~1/3;
  5、 气、水双重隔离,密封性能好,安全可靠,而且热管是独立元件,可以单支更换,使用寿命长。
  配用热管节能器与不配用该节能器的燃油(气)锅炉相比,排烟温度降低50~100℃,给水温度提高20~30℃,锅炉效率提高2~5%。
责任编辑: banye 参与评论
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