利用熱管技術(shù)對窯爐進(jìn)行節(jié)能改造

    用于水泥、陶瓷等行業(yè)的窯爐，由于廢氣溫度高、廢氣量大，廢氣要帶走大量的熱量，濕法水泥回轉(zhuǎn)窯廢氣攜帶熱量占窯供給熱量的１５％左右，在陶瓷隧道窯中，廢氣帶出的熱量損失約占總能耗的３５％～４０％，是熱損失中最大的一項。因此，如何更好地回收廢氣余熱，提高窯爐熱效率，一直是窯爐工作者為之奮斗的目標(biāo)。近年來，隨著節(jié)能技術(shù)的不斷開發(fā)和推廣，熱管技術(shù)已在窯爐廢氣余熱回收中得到應(yīng)用。

    熱管是由傳熱技術(shù)發(fā)展起來的一種高效傳熱元件，它起源于美國，我國是從８０年代開始，逐漸由研制發(fā)展到生產(chǎn)應(yīng)用。熱管的類型較多，目前國內(nèi)為節(jié)省投資，用于低溫余熱回收的主要是重力型熱管，這種熱管是一種密閉、潔凈、抽成真空的金屬管，在其內(nèi)部充填一定量的工作介質(zhì)，根據(jù)用途不同，注入的介質(zhì)可以是純水，或者是丙酮、乙醇等有機(jī)化合物及無機(jī)物鉀、鈉等堿金屬，其適用范圍從－２００℃～２０００℃不等。當(dāng)下部高溫?zé)嵩磳崃拷?jīng)管殼傳入管腔，加熱管腔下端的液態(tài)工質(zhì)，使之迅速蒸發(fā)并上升到熱管上端，由于上部殼外低溫冷源的吸熱作用，蒸汽冷凝成液滴并放出汽化潛熱。液滴依靠本身的重力沿管壁回流至下部，再次受熱汽化。此過程不斷循環(huán)，且速度極快，完成其取熱回收的任務(wù)。通常在使用時，將一定數(shù)量的熱管組合在一起，即構(gòu)成熱管換熱器。

    熱管的主要特點(diǎn)是：傳熱能力大，熱管是靠相變以潛熱方式進(jìn)行傳熱的，比顯熱的傳導(dǎo)方式傳熱能力要大許多數(shù)量級。利用回收低溫余熱，熱管可在兩端溫差很小的情況下高效傳熱，上、下溫差僅１０℃。流體阻力小，不致使系統(tǒng)阻力增加很多?？蓪⒗錈崃黧w完全隔開，即使單根熱管損壞，對系統(tǒng)影響也不大。結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、使用空間少，安裝、維護(hù)、更換非常方便。熱管制作相對復(fù)雜，要求嚴(yán)格做好選材、酸洗、鈍化、配液、抽真空、焊接及密封等工作。

    湖南省洪江市新湘瓷廠是一家中型陶瓷企業(yè)，用熱管換熱器對該廠窯爐實(shí)施改造，將回收的余熱用來加熱空氣，供灶坯車間烘干瓷坯。據(jù)測算回收余熱量為９．８吉焦／小時，即在正常情況下，每小時可從廢氣中回收的熱量相當(dāng)于３４４千克標(biāo)煤產(chǎn)生的熱量，滿足了烘坯車間的烘坯需要。每天兩班制生產(chǎn)可節(jié)約烘坯用電２４０千瓦小時，節(jié)約烘坯用標(biāo)煤１．８噸以上。

    熱管換熱器投入運(yùn)行后，在一定程度上改善了環(huán)境。這主要是因為位于隧道窯廢氣出口外的熱管換熱器中交錯排列的熱管對煙氣的阻擋，加上熱管換熱器的截面積增加，使廢氣流速減慢，促使大顆粒煙塵沉降下來，故熱管換熱器又類似于沉降室，起到了一定的除塵作用。據(jù)測定，排放的廢氣含塵量由原來的１８３０～２２７３毫克／立方米，降低到５８１．５～９１０．４毫克／立方米，對大氣的煙塵排放量減少了６０％～６８％。

    生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用熱管換熱器回收窯爐中的廢氣余熱，熱利用率高，運(yùn)行安全可靠，操作維護(hù)簡單，且對窯內(nèi)的熱工制度無不利影響，不失為一種高效節(jié)能降耗裝置。