提供工燃气加热炉节能30%节能燃气燃器

热管换热器在工锅炉及工窑炉中的应用 
                                                  
一、工锅炉中热管换热器的应用

      我国工锅炉的运行效率普遍较低，通常比设计效率低8~10%，主要原因是排*温度高，过空气系数过大，灰渣含碳过高；另有一类小型工锅炉，主要是指容2t／h以下的小锅炉，尾部未设受热面，排*温度更高，可250℃。因此，采用热管换热气余热，降低排*温度以提高锅炉效率，有很好的前景。 

1、热管换热器与常规换热器的匹配 
      除了小型工锅炉没有尾部受热面外，大多数小型工锅炉尾部状有铸铁省煤器，大型工锅炉尾部装有钢管省煤器及钢管空气预热器。热管换热器可与常规换热器在应用时匹配在一起，它们各有特点。例如铸铁省煤器应用广泛，其点是：耐用、承压（给水泵可装在省煤器入口），价格低；缺点是：重大、外形尺寸较大、容易堵灰、结构复杂（由肋片管及铸铁弯头连接而成）。热管省煤器耐低温腐蚀性能好，在同样*气温度条件下，壁温较高，结构紧凑、体积小、重轻，*气侧阻力可以设计得较小；其缺点是：价格较高，通常水侧为常压。铸铁省煤器与热管省煤器是各有缺点，如果原来是没有省煤器的锅炉，我们主张安装热管省煤器；如果原来是已有铸铁省煤器的锅炉，我们主张安装热管换热器（空气预热器或省煤器），与已有铸铁省煤器匹配使用，而不拆除然铁省煤器，具体应用形式根据实际情况确定。我们特别管空气预热器在然铁省煤器之后，它适合用于具有然铁省煤器的小型工锅炉改造。 
      对于4t／h以上的工锅炉，尾部已装有钢管省煤器及钢管空气预热器，如果排*温度大于180℃时可以在其后加装热管换热器。 

2、热管换热器特点 

      气—气型热管换热器即热管空气预热器在工锅炉中应用，可在冷热流体两侧布置肋片，热工性能良，结构紧凑，能体现出热管换热器的点。气——水型热管换热器即热管省煤器在工锅炉中应用，其主要的点是耐低温腐蚀性能好，因为它在水侧的热阻比铸铁或*管省煤器大，而它在气侧的热阻比后两者为小，所以在同样条件下，壁温较高，不易腐蚀与堵灰；然铁省煤器易腐蚀堵灰。 
3、热管开水器的应用 

      热管开水器结构独特，体积紧凑，不大的换热，例如9.36万KJ／h（2万Kcal／h）可供2000人以下工厂全厂职工饮水的需求。也可设计成开水——热水两用的形式，在供应开水时，冷水自动进入，开水自动流出，不需供开水时，转换至另一出口，即供应热水。 
      由于热管开水器换热不大，一般均与各种型式的省煤器或各种型开的空气预絷器组合在一起。 
4、各种组合装置 
      在工锅炉中，余热回收时往往采用组合装置，已如前述。我们在中为常用的方式是同时加热空气和水的方式，它具有明显的点：采用热空气肋燃对改善着火及燃有很大的好处，热空气温度不必过高，大于50℃即可见效果；此外，热水进锅炉或是热水供生活动应用也是工厂所迫切要求的。应用组合式换热器中很好的方案，大体上一半热管用于加热空气，另一半热客用于加热热水，气—气与气—水的组合有并联及串联两种。 

二、工窑炉（冶炼炉）中热管换热器的应用 

      工窑炉（冶炼炉）是很大户，且窑炉的种类十分繁多，炉子的热效率国内平均水平为国外水平的一半，总计年耗标准煤一亿多吨，有很大的节能潜力，其排*温度较高，往往超过300℃，有的达到500~600℃甚至更高，作为余热回收方案而言，较多采用空气预热器（当然也可采用余热锅炉），对于*气温度在400℃以下的中低温余热，主要采用空气预热器，热管换热器在此能够大显身手。我国机械工部标准“机械工节能设计技术规定”中提到：工炉窑排*温度为400℃以下时，宜采用热管换热器。 
      工炉窑中有相当大一部分没有装引风机，要求余热设备阻力小，同时因地位狭小，而要求设备紧凑，特别适合应用热管空气预热器。

我们应用下列各种布置方式： 
⑴窑炉 ＋ 热管空气预热器 
⑵窑炉 ＋ 热管热水器 ＋ 热管空气预热器（适用于排*温度很高时） 
⑶窑炉 ＋ 喷流或渗铝管空气预热器 ＋ 热管空气预热器（适用于较高的预热空气温度时） 
⑷窑炉 ＋ 各种型式空气预热器 ＋ 热管热水器或热管开水器与热水器复合装置 
⑸窑炉 ＋ 热管余热锅炉 
⑹窑炉 ＋ 其它换热器 ＋ 热管余热锅炉 
⑺窑炉 ＋ 热管余热锅炉 ＋ 其它换热器 

1、空气预热器或余热锅炉 
      热管换热器型式的确定，应当从以下几个方面考虑： 
①根据企的需要，如果工窑炉需要助燃，应尽可能选用空气预热器。工艺需要蒸汽时，用余热锅炉。 
②根据余热回收的可能性，余热锅炉只有在排*温度大于300℃的工炉中才有可能。 
③可靠性，如果采用碳钢一水热管，其管内工高工作温度为300℃，以保安全；热管外侧低壁面大于露点，以避免腐蚀。/这些限制对换热器式的选择也会有直接的影响。 
④经济性，型 式的选择在有多种方案可能时，需进行经济性比较，（根据具体情况）选用上述形式⑴、⑵、⑶、⑷、⑸、⑹、⑺。 

2、气—气及气—水组合型热管换热器 
      由于工窑炉的排*温度往往较高，有时超过400℃，可达到500~600℃，甚至更高。作为气—气型热管换热器，高允许的*气入口温度在一般情况下仅为350~400℃，此时采用气—水及气—气组合型热管换热器是一种很好的方案，即为*气温度高于350~400℃的区域应用气—水式换热器，而在*气温度较低的区域应用气—气型热管换热器。以上的划分温度是以应用碳钢一水热管为依据的，其工的高允许温度为300℃，具体属于上述形式⑵。 

3、热管换热器的匹配 
      工窑炉有时需要300~400℃或更高温度的热空气助燃。当热空气温度超过250℃时，只用热管空气预热器会使碳钢一水热管的高工作温度超过300℃，因此空气从进口温度加热到250℃时采用热管空气预热器，而从250℃上升到更高值时采用常规空气热器，这是一种合理的布置方式，如上述形式⑶。 
常规空气预热器可以选用渗铝钢管式或喷流式，因为它们可以与热管空气预热器很好地匹配在一起。 
4、热管余热锅炉的不同类型 
      热管余热锅炉可以分为二大类型：单管型及联箱型，前者适用于小容的余热锅炉，热管放段直接插入汽包内，我们研制的大容为2t／h（蒸发）；后者适用于大容的余热锅炉，热管放热段插入垂直的大直径管中，这些大直径管由联箱再引出管子通至汽包，我们研制的容为1—10t／h（蒸发）。这二种形式蒸汽侧的结构是不同的。 
      由于受至碳钢－水热管工高工作温度为300℃的限制，余热锅炉蒸汽工作压力不会超过1MPa，*气入口温度一般也不能太高，如450~500℃为高值。当*气进口温度很高时，可采用上述形式⑹。 

5、工窑炉中的气—水型热管换热器 
      在工窑炉中，由于生活的需要或生产工艺的需要，有时需要应用上述形式⑷，不少情况下，为热管热水器与开水器复合装置，它有相当广泛的应用前景，特别是在乡镇企。 

三、结论 

      热管换热器在工锅炉及工窑炉中均可发挥不可替代的巨大作用，在对现有锅炉、窑炉进行技改，及新建锅炉、窑炉中可广泛采用该设备。

应用情况：石化行的转化炉，加热炉，裂解炉；钢铁行的各种类型加热炉，热风炉；机械行的热处理炉，加热炉以及各种工，民用锅炉，窑炉等都可以使用本产品，特别适应高很行的各种加热设备设施。

  在第二次布匿战争时期，罗马大围攻叙拉古，阿米德用自己的聪明才智在保家卫国的中立下了汗马功劳。传说中他曾用神秘的材料涂在巨大的火镜上，用以“反射”日光去焚毁敌船，给敌人以沉重打击。看了这个传说，我们不禁会问：真的会有这么样的神秘材料?样的特殊材料才有这么大弟耐呢？

其实，当时阿米德所使用的神秘材料正是简易的热辐射强化剂，它是由—系列具有特殊热辐射特性的材料组成的。大家都知道，热辐射是自然界普遍存在的一种现象，它的本是一种电磁辐射。热辐射所发出的电磁波绝大部分位于电磁波谱中的红外波和可见光内(主要是红外波)，它是由于物内部原子和分子不断运动形成激发而产生的。物体所能辐射出弟的大小与物体本身的温度有关，而同一温度下不同物体所能辐射出弟也不尽相同。一般来讲，任何物对投射辐射的响应可以分为吸收、反射和透射三类。对于工应用中的被加热工件(一般为固体材料)，对投射辐射的作用。只有吸收的反射，可以忽略透射响应，如尽可能使得工件对投射辐射的吸收能力变大，则被加热工件受热会快一些，这样生产效率和热利用率会提高。热辐射强化剂具有增大工件对投射辐射吸收弟耐。

  热辐射强化剂是实现能传递过程的强化作用地?—般来讲，工炉窑的加热是用火焰或*气来加热受热体，在这类加热中都有参与性介(这里指对热辐射具有吸收和发射能力的多原子气体，如CO₂、水蒸汽等)参与热辐射。在炉窑的炉衬和被加热工件上喷涂热辐射强化剂后，使得它们的表面黑度提高，这使得它们在同温度的情况下发射能弟力和吸收能弟力都大大提高。虽然热辐射的大部分辐射能集中在红外光和可见光波段内，但对于参与性介的热辐射特性则具有很强的选择性，只在几个很窄的波段内有明显的热辐射特征，而在这几个波段外则几乎没有热辐射。了解这些之后，我们只需要将炉衬上喷涂一些对这几个波段有很高吸收率的材料，使得炉衬在这些波段有很高的吸收本领。当它们大且很容易地吸收了这几个波段弟后，由于炉衬本身不是热的消耗体，它必须将这些吸收能再辐射到炉膛去，此时由炉衬辐射出的辐射波为一连续波谱。这样，在上述几个波段内的辐射能很容易地达到被加热工件的表面，增大工件表面的热辐射热流，提高加热速度。同时我们也可以在方便喷涂的被加热工件(如锅炉水冷壁等)上喷涂一层对上述几个波段有高吸收率的材料后，使得被加热工件具有对相应波段强大吸收的本领，炉膛内参与性介直接辐射到工件的热辐射到工件的热辐射将很容易地被吸收，这样也能较好地增大工件表面的热辐射热流，提高加热效串。

  利用上述的热辐射强化剂节能机理，对具体热辐射波段，选择出对相应波段有高吸收率的材料，加上特殊低高温骨料、增塑剂、结合剂、分散剂等各种辅助成份，经过特殊的生产工艺，后可生产出具有显著节能效益的热辐射强化剂。随着超细化技术和纳米化技术的进步，热辐射强化剂的增黑能力越来越强；而采用复合化技术，可使得热辐射强化剂的适应性更广。

  这下终于明白阿来德用的武器来抗敌了，厚来，他选用了特殊的热辐射强化材料，喷涂在巨大的凹镜上，这些特殊材料对可见光有显著的吸收，然后将吸收的大能又辐射出去，通过凹镜的聚集，使得辐射出去弟聚集在敌船上，难怪会将船给着，“给敌人以沉重打击”了，倘若用普通的凹镜光靠反射将大阳光聚集来船，恐怕这凹镜要做超大才能达到目的。这也难怪现在我们大多人都认为这段传说有点夸大其词了。

近年来，随着国内外能源的紧缺和危机，节能降耗已经受到各企重点关注。在有热加工的工中，热辐射强化剂越来越受到青睐。在冶金、机械、化工、建材、动力及国防等各个领域的大实际应用表明；使用热辐射强化剂后，可以显著降低能耗，缩短生产时间，提高生产效率。热辐射强化剂除了非同一般的节能效果以外，还具有施工和使用方便(直接喷涂)、防治高温设备的氧化和磨损等一系列独特的越性。另一方面，热辐射强化剂的使用显著改善了炉膛内的温度均匀性，因而可以简单而有效地改善工件的加热。热辐射强化剂已被广大能源工作者视为一种发展前景的功能性能源材料。

  一、产品节能机理：

传热学理论指出在高温炉窑内部热的传递主要以辐射方式进行，炉膛温度越高，辐射传热的作用越显著。一般而言，炉壁接受火焰的热后，一部分被炉壁吸收，其余的则被炉壁反射回炉膛，提高炉壁的吸收率可以显着的提高炉膛的温度。由于炉热气只在某些特定的波段辐射和吸收辐射能，当炉壁的吸收率比较低，通过炉壁的反射能所占的比例大，炉壁把炉热气辐射弟所占的比例大，炉壁把炉热气辐射弟又反射回炉膛时，由于反射弟没有改变炉热气的辐射能谱，具有和炉热气相同的光谱特性，又被炉气所吸收。炉内多次循环这个过程后，没有被吸收的热随*气排出炉膛。提高炉壁的黑度可以改变这一过程，当炉壁的黑度比较高时，减少了被反射部分弟，大部分热被炉壁所吸收，使被加热介获得更多的热。KT节能产品分发射和吸收二种，目前属国内外水平。发射率和吸热率（俗称黑度）均达到0.93以上，是北京科技大学热能系工程师高庆昌先生的利。国外美国和西欧、日本的节能产品目前发射和吸热率也只能达到0.8—0.9以内。

二、产品的主要性能指标：

1.高耐火度：1900摄氏度
2.使用温度：300摄氏度至1700摄氏度
3.对热辐射能谱的吸收率：0.93—0.98
4.对热辐射能谱的发射率：0.93—0.98
5.导热系数：0.36w/m.k
6.附着力：良
7.容重：1.6—2.1g/立方厘米
8.热震稳定性：(高温1200摄氏度至室温)>或=20次
9.线膨胀系数：8.2X10负6次方/摄氏度
10.悬浮性：(60h)不分层

三、使用能源为煤、煤气、高焦混合煤气、气、电、重油、瓦斯气、液化气：

1.煤、煤气、高焦混合煤气：节能3—10%
2.气、重油、瓦斯气、液化气：节能5—15%
3.电：节能10—25%

四、KT使用方法：

1.清洁加热物体喷涂面，去掉油、污垢、沉积物。
2.用8kg打气泵喷涂KT产品于加热物体面，一般发射材料耗在1.5kg-2kg/m2，吸热材料耗在0.15kg-0.2kg/m2。
3.一般民用锅具清洁后采用刷子刷于被加热面上即可。

                                      成都皓翔节能环保设备有限公司