邵立博
南京圣诺热管有限公司 江苏南京 210000
摘要：如今经济发展水平不断提升，社会也在不断进步，各种由热管构成的设备也开始广泛应用，例如热管在石油化工行业、冶金行业等领域应用都非常普遍，并且对经济发展和社会进步起到积极作用。本课题对热管余热锅炉的设计及工程应用进行分析，具体对热管与热锅炉设计参数确定、热管余热锅炉结构原理样机工程应用作出详细介绍，希望通过介绍对有关行业有所帮助，同时也让更多的人对热管余热锅炉有所了解，希望对社会发展起到一定积极作用。
关键词：热管余热锅炉；热管余热锅炉设计；工程应用分析
一、热管余热锅炉结构原理介绍与分析
热管余热锅炉结构主要分成两种类型，第一种是整体式热管余热锅炉，这种结构的热管余热锅炉比较简单，直接将热管放热段插入到汽包内，然而利用热管来完成热量的传递，在热量作用下汽包内水的温度不断升高、沸腾，整体汽包水循环的使用难度也很小，可以在内部直接应用，不过自由水面在设计过程中要进行相应控制，保证其不低于015m-016m；第二种是分离式热管余热锅炉，与整体式相比这种结构复杂度较高，一般在高压高汽的环境中更为适用。分离式热管余热锅炉是将热管全部放进套管内，然后连接上下面进而得到管束，在利用上下浮动使汽包整体成为自我循环系统，在汽包循环系统的作用下，锅炉中的水完成水汽循环。
虽然水循环应用效益并不理想，不过在热管余热锅炉中使用水循环则对锅炉起到安全保护作用，可以保证热管余热锅炉更稳定的运行，同时应用时长也能得到更好的保证。在分离式热管余热锅炉中，沉降形成的压力差为水循环提供动力，以此为前提，运动S达到平衡状态：
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水饱和程度、循环高度、上升管比例和蒸汽密度等因素对Syt的大小都存在一定影响。
热管余热锅炉工作压力持续变大时，蒸汽温度与实际的饱和程度也会随之提升，Syt和密度会随之变小，若对回路循环高度进行提升，并且Syt也能够满足相应要求，通过Syt来实现克服上升管和下降管内蒸汽真实的运行阻力的目的。所以，关于循环高度这一参数，在实际的热管余热锅炉设计过程中应该可以达到相关要求。实际运行过程，循环高度不能低于2m，为了使循环过程阻力尽量减小，需要针对弯头采取减量控制。上升管和下降管对比来看，上升管中会有部分蒸汽残留其中，而下降管内为饱和水，因此上升管截面积与下降管截面积相比前者更大，一般情况下为，实际设计过程中，对于玄幻速度、倍率和状态要进行全面深入分析，参考实际情况并借助以往经验控制循环倍率和循环流速。通常情况下，循环倍率最小为30，循环流速不能低于012m/s。
二、热管余热锅炉设计参数确定
热管余热锅炉能否正常运行受到设计参数的决定性影响。热管余热锅炉主要的设计参数包括烟气空口和出口温度，分别用T1和T2表示，进水温度用T3表示，蒸汽温度用T4表示，蒸汽压力为P，烟气流量为V。通常清下余热锅炉的作用是饱和蒸汽的获取。热管余热锅炉设计参数时要严格按照相关标准进行，这样才能使设备性能更好，并且设计参数的选择还要遵循客户需求，通常选择13-113Mpa间。
热管余热锅炉设计参数中V和T1是已经确定的，范围为250-600e。如果烟气进口温度超出标准范围，设备运行温度就会比较高，就很有可能导致设备出现爆炸等不良后果，一般情况下，通水C刚热管工作状态下的温度不超过300e，进口温度太低，烟气和蒸汽相对比例温度太低，换热面积就会增大。通常来说，供水温度实际数值的确定是参照相关标准以及客户要求来完成的，一般情况下计算都是按照e来完成。
热管余热锅炉设计参数的运行方法分为两种，第一种是T2确定后确定D，第二种是D确定后再确定T2。第一种运行方式中首先对T2进行确定，而T2确定需要从两个角度考虑：首先，要充分考虑饱和气体数值，温差值最低部位对应的烟气温度绝对不能低于蒸汽饱和温度相对值数Tm，否则换热面积就无法实现最理想的状态，而且通常来说Tm不能小于30e，若设计参数实际设置过程中发现T2数值很高，而且换热面积并不准备提高，此时就需要借助辅助设备来帮助，例如使用省煤器等设备。其次，如果实际运行过程中烟气进口温度的浮动过于明显时，在设计阶段和应用过程中检查负荷并对负荷进行调整，实际温度最低为180e，必须重视腐蚀性气体烟气在低温状态下导致的严重腐蚀问题。T2确定以后，对于D的确定是通过来计算得到的。而且5%左右散热导致的损失在计算时也要考虑到，因此Q2就能够计算出来，即，D也就能够计算出来，即，其中实际运行过程中饱和压力下水的相对潜热转化用r2来表示。
第二种运行方式中首先对D进行确定，然后在确定T2。以客户需求和要求为基本前提来确定D，然后利用平衡原理对T2进行确定，即，然后观察Tm即最小温度差并对其进行研究，对是否合理进行判断。
三、热管余热锅炉工程应用分析
浮法玻璃窖炉中热管余热锅炉的应用具有代表性，并且取得的成效是非常显著的，而且逐步取代了传统烟管式余热锅炉。浮法玻璃窖产生400e高温烟气，这部分烟气会直接进到热管余热锅炉内部，将排烟温度控制在200e左右，一般情况下每台热管余热锅炉工作一小时就能够获取4L017Mpa的饱和程度蒸汽，蒸汽的作用是为生产活动和工艺提供能量，热管余热锅炉应用到玻璃窖中后，原有的很多问题如灰尘堵塞和腐蚀性过强等难题都得到很好的解决，而且，热管余热锅炉生命周期也有所延长，运行效益明显提升。
在硫酸工业中，利用热管技术完成气体二氧化硫的余热回收是又一个具有代表性的案例。例如，某硫酸厂的年产量为12万L，二氧化硫企业冷却是会散热，热管余热锅炉将二氧化硫的余热进行收集，能够回收的蒸汽最低为10000l/a，不仅能够回收大量的蒸汽，而且还可以将热风机的应用尽可能的减少，使用热风机会消耗大量资源，因此热管余热锅炉应用到硫酸工业中，可实现资源利用率的提高，如果应用的散热风机数量少一台，那么电力节省量每年高达6167@10四次方Kw，酸汽比值也显著提高，一方面回收热量使经济效益提升，效率进一步提高，另一反面也实现了节约资源的目的。在经济和社会的效益上都有不容忽视的作用。
中小规模的化肥厂中热管余热锅炉的应用也取得很好的成效，回收通过热管余热锅炉对上行与下行媒气、风气燃烧气进行回收，可以大幅降低燃料燃烧耗煤总量，对于燃料回收过程，回收率很高而且可以尽可能保留燃料，使消耗外几乎不产生煤炭燃料的应用。对于中小规模的化肥厂来说，热管余热锅炉的使用一方面使用资源利用率大幅提升，另一方面中小规模的化肥厂效益也进一步增多。也正因为热管余热锅炉在社会和经济效益上都十分可观才实现了更广泛的应用和发展。
四、结束语
在很多行业中都会应用到热管余热锅炉，因此热管余热锅炉的设计与工程应用相关分析就非常重要，并且热管余热锅炉的节能效果较为理想，为了保证其配置达到最优状态，使其在实际应用中发挥最理想的作用和价值，设计参数的确定必须符合有关标准，并且要以实际情况为基础，进而实现推进社会进步的作用。本文展开一系列分析的最终目的就是确保热管余热锅炉性能和作用更好的发挥，在更多领域中应用，为经济发展和社会进步贡献力量。
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