熱管技術(shù)在工業(yè)余熱回收中的利用

熱管及熱管換熱器近年來在石油化工中的應(yīng)用已愈來愈受到人們的重視。它具有體積緊湊、壓力降小、可以控制腐蝕、一端破壞不會(huì)引起兩種換熱流體互混等優(yōu)點(diǎn)。不僅提高了設(shè)備的熱效率而其可靠性也大為增加，減少了停車次數(shù)。這些特點(diǎn)使得熱管換熱器在余熱回收利用方面具有廣闊的前景，然而作為熱管本身的其他方面的特點(diǎn)如均溫性、熱流密度可變性、可變導(dǎo)性、可異性化等特點(diǎn)更加引人注意。早在70年代，國外一些研究者就已經(jīng)開始注意到熱管的這些特點(diǎn)可以在化學(xué)反應(yīng)設(shè)備和原子反應(yīng)堆工程中發(fā)揮重要作用，并設(shè)計(jì)出一系列的熱管式反應(yīng)器，這些設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：利用熱管的等溫性均化床層溫度得到較高的轉(zhuǎn)化率和收率，利用熱管的可變熱導(dǎo)特性控制反應(yīng)床溫度不使超溫或過冷，利用熱管的源匯分隔特性提高設(shè)備使用的可靠性，利用熱管熱流體密度可調(diào)的特點(diǎn)改善和強(qiáng)化反應(yīng)設(shè)備的傳熱條件。應(yīng)當(dāng)指出的是，熱管化學(xué)反應(yīng)器的開發(fā)研究遠(yuǎn)比熱管換熱器的研究困難的多，因?yàn)樯婕霸系慕M成、催化劑活性、停留時(shí)間等一系列因素，這就使得開發(fā)速度進(jìn)展緩慢。但由于這種開發(fā)前景誘人，廣大研究者始終埋頭于這方面的研究并取得了良好的進(jìn)展。

石油化工中加熱爐余熱回收

石油化工生產(chǎn)中的各種類型加熱爐面廣量大，提高這些加熱爐的熱效率意義重大?；厥占訜釥t排煙余熱，用以加熱加熱爐的助燃空氣，是提高加熱爐加熱效率的重要手段。加熱爐的排煙溫度一般在260℃～350℃左右。如將煙氣溫度降低到160℃，則可將助燃空氣從常溫提高到120℃以上，加熱爐的效率可以提高6%～10%。熱管換熱器體積緊湊、壓力降小、布置靈活、可控制腐蝕，因此特別適合于加熱爐的余熱回收。早在二十世紀(jì)七十年代我國就有研究人員開始進(jìn)行了用熱管回收煉油廠加熱爐余熱工作的研究開發(fā)。

下面舉出一個(gè)在石油化工生產(chǎn)中使用熱管技術(shù)節(jié)能的典型實(shí)例如下。

某廠針對(duì)某石化企業(yè)的原蒸餾常減壓爐空氣預(yù)熱器系統(tǒng)存在設(shè)備老化、泄多、檢修困難、熱效率低等問題，特別是目前加工進(jìn)口高含硫需要進(jìn)行配套改造，采用了分離式熱管油-氣換熱器。

不同管線、不同溫度和壓力的常二線、常三線油分別流經(jīng)分離式熱管換熱器的加熱段，其加熱段結(jié)構(gòu)形式類似于固定管板式換熱器熱流體油走殼程，管程為熱管工質(zhì)，分離式熱管換熱器的冷凝段為翅片管束換熱器，需要加熱的空氣流經(jīng)管外，管內(nèi)通過上升管與下降管與下部換熱器的管程相連，形成工質(zhì)循環(huán)回路。當(dāng)管內(nèi)具有一定真空度后，在位差的作用下，熱管內(nèi)部的工質(zhì)不斷吸收熱流體油所放出的熱量，通過蒸發(fā)至冷凝段冷凝，源源不斷的把熱量傳至冷凝段加熱翅片管外的空氣。其特點(diǎn)是加熱段與冷凝段可以相互獨(dú)立。這樣在運(yùn)行過程中，即使某一單元發(fā)生意外泄漏，也只是這一小單元作為熱管傳熱失效，不影響其他單元的換熱，一般情況下也無需停車檢修。以往大部分的分離式熱管換熱器都是采用一種熱流體同時(shí)加熱兩種或兩種以上的冷流體，冷、熱流體間多為氣-氣換熱形式，然而，將兩種或兩種以上的不同熱流體（液體）來加熱冷流體（氣體），目前尚不多見。迄今為止該裝置已連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)十余年，目前仍在運(yùn)行中。

回轉(zhuǎn)式空預(yù)器進(jìn)行技術(shù)改造的市場(chǎng)前景

相對(duì)來說，改造鍋爐和汽輪機(jī)的主要部件費(fèi)用比較高，而鍋爐輔機(jī)，如空氣預(yù)熱器的改造卻比較經(jīng)濟(jì)?？諝忸A(yù)熱器的嚴(yán)重漏風(fēng)和低可靠性是中國電站的普遍問題。很多電站的漏風(fēng)率達(dá)15％以上甚至更高。另外，很多電站空預(yù)器還有堵灰，維護(hù)費(fèi)用高等問題。根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)比，進(jìn)行空預(yù)器改造后，通常可使鍋爐效率提高1％左右，30萬千瓦以上機(jī)組，節(jié)煤和電的費(fèi)用為200萬以上，如果再加上出力增加而提高的發(fā)電收益，改造一臺(tái)機(jī)組的空預(yù)器，每年可增加500萬以上的收益。截至2009年，我國火電總裝機(jī)容量達(dá)到6億千瓦，相當(dāng)于1000臺(tái)60萬千瓦機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配有2臺(tái)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，相當(dāng)于全國有2000臺(tái)以上的空預(yù)器（60萬千瓦機(jī)組）在運(yùn)行。這其中只有三分之一左右的進(jìn)行了技術(shù)改造。平均每臺(tái)機(jī)組的改造價(jià)格為400－1000萬左右（含換熱元件費(fèi)用）。基本每隔5－10年空預(yù)器就需要進(jìn)行一次大修或更換元件。這是一個(gè)巨大的市場(chǎng)。