換熱器的設計與制作

工業窯爐換熱器的應用:

     工業窯爐是耗能大戶，且窯爐的種類十分繁多，爐子的熱效率國內平均水平為國外先進水平的一半，總計年耗標準煤一億多噸，有很大的節能潛力，其排煙溫度較高，往往超過300℃，有的達到500~600℃甚至更高，作為余熱回收方案而言，較多采用空氣預熱器（當然也可采用余熱鍋爐），對于煙氣溫度在400℃以下的中低溫余熱，主要采用空氣預熱器，熱管換熱器在此能夠大顯身手。我國機械工業部標準“機械工業節能設計技術規定”中提到：工業爐窯排煙溫度為400℃以下時，宜采用熱管換熱器。

工業爐窯中有相當大一部分沒有裝引風機，要求余熱設備阻力小，同時因地位狹小，而要求設備緊湊，特別適合應用熱管空氣預熱器。

我們應用下列各種布置方式：

⑴窯爐 ＋ 熱管空氣換熱器

⑵窯爐 ＋ 熱管熱水器 ＋ 熱管空氣換熱器（適用于排煙溫度很高時）

⑶窯爐 ＋ 噴流或滲鋁管空氣換熱器 ＋ 熱管空氣換熱器（適用于較高的預熱空氣溫度時）

⑷窯爐 ＋ 各種型式空氣換熱器 ＋ 熱管熱水器或熱管開水器與熱水器復合裝置

⑸窯爐 ＋ 熱管余熱鍋爐

⑹窯爐 ＋ 其它換熱器 ＋ 熱管余熱鍋爐

⑺窯爐 ＋ 熱管余熱鍋爐 ＋ 其它換熱器

1、空氣換熱器或余熱鍋爐

 熱管換熱器型式的確定，應當從以下幾個方面考慮：

①根據企業的需要，如果工業窯爐需要助燃，應盡可能選用空氣換熱器。工藝需要蒸汽時，用余熱鍋爐。

②根據余熱回收的可能性，余熱鍋爐只有在排煙溫度大于300℃的工業爐中才有可能。

③可靠性，如果采用碳鋼一水熱管，其管內工質最高工作溫度為300℃，以保證安全；熱管外側最低壁面大于酸露點，以避免腐蝕。/這些限制對換熱器式的選擇也會有直接的影響。

④經濟性，型 式的選擇在有多種方案可能時，需進行經濟性比較，（根據具體情況）選用上述形式⑴、⑵、⑶、⑷、⑸、⑹、⑺。

2、氣—氣及氣—水組合型熱管換熱器

 由于工業窯爐的排煙溫度往往較高，有時超過400℃，可達到500~600℃，甚至更高。作為氣—氣型熱管換熱器，最高允許的煙氣入口溫度在一般情況下僅為350~400℃，此時采用氣—水及氣—氣組合型熱管換熱器是一種很好的方案，即為煙氣溫度高于350~400℃的區域應用氣—水式換熱器，而在煙氣溫度較低的區域應用氣—氣型熱管換熱器。以上的劃分溫度是以應用碳鋼一水熱管為依據的，其工質的最高允許溫度為300℃，具體屬于上述形式⑵。

3、熱管換熱器的匹配

 工業窯爐有時需要300~400℃或更高溫度的熱空氣助燃。當熱空氣溫度超過250℃時，只用熱管空氣換熱器會使碳鋼一水熱管的最高工作溫度超過300℃，因此空氣從進口溫度加熱到250℃時采用熱管空氣換熱器，而從250℃上升到更高值時采用常規空氣熱器，這是一種合理的布置方式，如上述形式⑶。

常規空氣換熱器可以選用滲鋁鋼管式或噴流式，因為它們可以與熱管空氣換熱器很好地匹配在一起。

4、熱管余熱鍋爐的不同類型

 熱管余熱鍋爐可以分為二大類型：單管型及聯箱型，前者適用于小容量的余熱鍋爐，熱管放段直接插入汽包內，我們研制的最大容量為2t／h（蒸發量）；后者適用于大容量的余熱鍋爐，熱管放熱段插入垂直的大直徑管中，這些大直徑管由聯箱再引出管子通至汽包，我們研制的容量為1—10t／h（蒸發量）。這二種形式蒸汽側的結構是不同的。

由于受至碳鋼－水熱管工質最高工作溫度為300℃的限制，余熱鍋爐蒸汽工作壓力不會超過1mpa，煙氣入口溫度一般也不能太高，如450~500℃為最高值。當煙氣進口溫度很高時，可采用上述形式⑹。

5、結論

 熱管換熱器在工業鍋爐及工業窯爐中均可發揮不可替代的巨大作用，在對現有鍋爐、窯爐進行技改，及新建鍋爐、窯爐中可廣泛采用該設備。