常用节能技术及合同能源管理培训课件(ppt 91页)

6、热管技术
热管的工作过程
1）通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯热 量从热源传递到液－汽分界面；
2）液体在蒸发段内的液－汽分界面上蒸发； 3）蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段； 4）蒸汽在冷凝段内的汽－液分界面上凝结； 5）热量从汽－液分界面通过吸液芯、液体和 管壁传给冷源；
6）在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作 液体回流到蒸发段。
换热 伴热 机械驱动力 工艺混合
加湿 干燥 采暖 吹扫等
蒸汽作为传热介质的主要优点
蒸汽热容量高，输送同样热量时，管道费用低 蒸汽是最适合长距离传递的热量载体 蒸汽管道中，只要有压力降就有流动，省去了昂贵的循环泵系统 蒸汽系统弹性大，在一定范围内负载调节简便 蒸汽使用二通控制阀就能控制，避免使用三通阀 温位容易控制，控制了压力就控制了温度 传热量容易计算和控制，控制了流量就控制了热量 蒸汽无色无味，不污染环境 蒸汽到介质的传热系数通常是从水到介质的2倍，传热设备更紧凑 蒸汽传热表面不存在温度梯度，蒸汽充满的空间温度是相同的
§1.2 常见的余热资源
高温烟气的余热约占余热资源总量的50% 高温产品和炉渣的余热约占余热资源总量的4%～6% 冷却介质的余热约占余热资源总量的15%～23% 可燃废气、废液和废料的余热约占余热资源总量的8% 废水的余热约占余热资源的10%～16% 化学反应余热约占余热总量的10%
§1.3 按温度划分的余热资源
热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成1.3×10-1～1.3×10-4Pa的负压后充 以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管 的一端为蒸发段（加热段），另一端为冷凝段（冷却段）。根据应用需要在两段中间 可布置绝热段。
1—管壳；2—管芯； 3—蒸汽腔；4—工作液
§1.4 按行业划分的余热资源
行业
余热资源来源
占燃料消耗量的比例
冶金
轧钢加热炉、均热炉、平炉、高炉、转炉、焙烧炉、 热处理炉、炼焦炉、烧结炉等
化工
化学反应热，如造气、变换气、合成气等的物理显热； 可燃化学热，如炭黑尾气、电石气等的燃料热
33%以上 15%以上
建材
高温烟气、炉顶冷却、高温产品等
约40%
设备能源部
设备能源部
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§1.1 概述
余热是指在目前条件下有可能回收和重复利用而尚未回 收利用的那部分能量 余热资源被认为是继煤、石油、天然气和水力之后的第 五大常规能源 我国工业企业的余热利用潜力很大，余热利用在当前节 约能源中占重要地位 余热资源的回收利用，要求工艺上需要、技术上可行、 经济上合理和保护环境，因此并非轻而易举的事情 如何应用当代最新科学技术，充分利用余热资源是摆在 我们面前的重要任务
预热燃料或被加热物体（工质、工件） 生产蒸汽或热水，以及产生动力 进行详细的经济、技术和环境可行性分析
§1.8 余热回收利用实例
（1）改进前的热网络
1 减 少 余 热 产 生
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（2）改进后的热网络
2、蓄热式燃烧技术
（1） 早 期 的 工 业 炉 窑
（2）安装空气预热器的工业炉窑
（3） 蓄 热 式 燃 烧 技 术
高温余热
来源
温度/℃
熔炼反射炉 1000~1300
精炼反射炉 650~1650
沸腾焙烧炉 850~1000
钢锭加热炉 930~1035
干法水泥窑 620~735
中温余热
来源
温度/℃
工业锅炉排烟 230~480
燃气轮机排气 37~540
往复式 发动机排气
320~600
热处理炉排烟
干燥/ 烘干机排气
420~650 230~600
玻搪
玻璃熔窑、搪瓷窑、坩锅窑等
约20%
造纸
烘缸、蒸锅、废气、黑液等
约15%
纺织
烘干机、浆纱机、蒸煮锅等
约15%
机械
锻造加热炉、冲天炉、热处理炉、汽锤乏汽等
约15%
§1.5 按种类分布的余热资源
§1.6 余热资源等级（GB/T 1028-2000）
余热资源等级
余热利用投资 回收期（a）
常见余热资源举例
可燃性废气、废液、废料
一等余热资源
供热系统中的冷凝水
<3
400Biblioteka Baidu以上温度的烟气
砖瓦窑炉中干燥坯体的低温烟气
250-400'C温度的烟气
二等余热资源
3～6 80℃以上的冷却水
可利用的高温排渣
三等余热资源
250℃以下温度的烟气
>6
可利用的中温排渣
§1.7 余热回收原则
把重点放在提高现有设备的效率上，尽量减少能量损失 余热优先由本设备或本系统加以利用，如预热助燃空气、
玻璃熔窑 980~1540 催化裂化装置 430~650
垃圾焚烧炉 845~1100 退火炉冷却系统 430~650
低温余热
来源
温度/℃
工厂蒸汽凝结水 55~90
轴承冷却水 30~90
成型模冷却水 25~90
内燃机冷却水 66~120
泵冷却水
25~90
空调/ 制冷冷凝器
工厂热流体/ 热固体
32~45 30~230
饱和蒸汽
吸液芯 工作液体
8、热管技术
热管的基本特性
1）超强的导热性 导热速度快、强度大、效率高。
2）良好的等温性 良好的等温性使热管在很小的温差下，传递很大的热通量，传热阻力小。
3）热流密度可变性 以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量；或反之。
4）热流方向可逆性 此任意一端受热就可作为蒸发段，而另一端向外散热就成为冷凝段。
3、余热制冷
合成氨 工艺余 热制冷 技术系
统图
3、余热制冷
氯碱化工工艺
38℃
HRC技术
32℃
HCL
80℃ 90℃
装置
8℃
工艺
13℃
应用
4 余 热 锅 炉
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5、余热发电
干熄焦节能效果
干法熄焦可以回收红焦显热的80%（红焦显热占炼焦热 耗的35%～40%），吨焦可产生3.9MPa 的蒸汽0.45t
5）安全可靠性 不存在管内超压，不怕干烧。
6）环境的适应性 不受环境的限制，可根据环境的需要而单独设计。
7）应用领域广 超导热管形状具有更大的灵活性，能适应各种恶劣的工作环境。应用范围广。
§2.1 蒸汽的主要用途
俗话说，工业企业开工四件事：水、电、汽、气。蒸汽 作为应用最广泛的热量载体，广泛应用于石油、石化、 化工、造纸、包装、食品、酿造、烟草、医药等领域， 占工业用能的50%以上。主要用途有：
干熄焦使焦炭质量得到提高，抗碎强度M40提高3%～4%， 耐磨强度M10提高0.3%～0.8%，热反应性降低10%～13%； 在焦炭质量不变的条件下，可多配10%～ 20%弱黏结性煤， 节水0.38t／t 焦 高炉使用干熄焦的焦炭可增产1%，降焦比2%
5、余热发电
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6、热管技术
热管的工作原理