燃煤型高温热管热风炉.doc

燃煤型高温热管热风炉 更新时间2011-03-12 154451 发布企业天津华能能源设备有限公司 摘要分析当前我国干燥热源的发展现状及非金属矿深加工工艺的需求，介绍一种高效、长寿命、低污染的燃煤高温热风炉。 关键词热风炉 高温 换热器 热管 随着我国非金属矿业的迅速发展及对化工产品的深入开发，需要干燥加工的物料不但种类繁多，而且对干燥热源也提出了更高的要求热风洁净、温度高达550℃以上、设备运行和维护费用低、效率高、使用寿命长及无污染等。如何更好地解决这几方面的问题，是一个非常重要的课题。 一、国内热风炉现状 目前国内高温热源主要有两类一是用燃油、燃气直接作热源，存在燃料贵、运行费用高，增加了干燥成本。二是用燃煤作热源、虽然燃料费用降下来了，但也存在着如下问题。 1． 热效率低 目前国内大于300℃的高温热风炉热效率一般不足50，能源浪费严重。究其原因一是燃烧炉燃烧状况差，二是排烟温度高一般250℃以上，二者造成的热量损失很大。 同时，一般热风炉难以产生450℃以上的高温热风，供热不稳定且随运行时间的增长日益明显。 2． 使用寿命短 设计热风炉遇到的最大难题是如何解决高温烟气与空气换热的设备低寿命问题。 换热面的一侧是温度高达1200～1400℃的烟气，有时还面对高温炉床的直接辐射，换热壁面的湿度达700～800℃。若局部表面的空气冷却条件不好，壁面温度更高，因此即使是耐热不锈钢材料也难承受。一方面这一温度使钢材产生屈服变形，使钢管或钢板烧弯；另一方面高温氧化和烟尘冲刷可使热面一层层剥落，很快会使受热而烧穿。如图1 3． 体积庞大 烟气和空气之间的换热系数较低，烟气的低温区尤其明显，因而要求必须有较大的换热而积，结构紧凑性差。 通过对现有热风炉的分析，传统的燃烧炉和换热形式，在不同程度上存在着严重缺陷，为此我们开发了新的燃烧和换热设备XRG高温热管热风炉，弥补现有热风炉技术上的不足。 二、XRG高温热风炉结构、特点 XRG高温热管热风炉采用分体式布置形式，整个系统由固体燃烧炉、高温喷流换热器、中温插件换热器、热管换热器、循环系统、鼓风机、引风机等几部分组成。如图2 1、固体燃料燃烧妒 该炉采用水平往复炉排或链条炉排两种型式，克服了固定炉排间歇加煤带来的冒黑烟、供热不良的缺点和不能及时拨火、除渣造成燃烧不完全等弊病。炉内设置两个燃烧室和二次风机构，使煤中的燃气和碳含量充分燃烧，提高了燃烧效率。同时，在燃烧炉中设置高温除尘装置，控制了进入换热器的粉尘含量，减少了对换热管的磨损。 2、高温喷流换热器 采用国际上冶金行业较为先进的气一气换热结构，换热管由外管和喷流内管组成。来自喷流内管的高速气流冲击在换热外管的弧形内壁，具有破膜作用，较大地提高了内壁的传热系数，并使换热管的平均工作温度降低，提高换热器的使用寿命。通过 不同材质的选取和布置方式，可使供热温度达到550℃以上。 3、中温插件换热器 采用螺纹换热管同时内设旋转绕流子，使空气在管内高速旋流，减少了边界气膜热阻，提高了换热器的传热系数。 4、低温热管换热器 采用宇航高科技产品热管技术作为换热系统的最后一级，热管具有 （1） 高导热性热管是利用真空相变原理进行工作，传递汽化潜热，具有超导性能。 （2） 低温差传热能力。 （3） 换热两流体均走管外，可以翅片化，强化换热。 （4） 热源分汇等。 因此，采用热管换热器作为热炉最后一级，可有效将排烟温度降低160℃左右，而不存在积灰、腐蚀和系统庞大的缺点，大大提高热风炉热效率。 5、烟气再循环技术 如前所述，影响热风炉寿命的主要因素是高温灼烧。为此，在XRG热风炉的设计中创造性地使用了烟气再循环技术，即将尾排烟气引回燃烧混合室，通过控制掺混比例，一方面保证了换热器长期运行的许用温度，另一方面降低了炉膛的工作温度，减少了炉顶挂渣现象，有效提高了热风炉的寿命。 6、采用合理的烟、空气行程 XRG热风炉换热系统采用逆叉流换热方式，即烟气走管外，空气走管内。一方面有效控制换热器的积灰，即使积灰也容易清理；另一方面强化了换热，降低系统阻力，减少风机功耗。 同时在整个系统中采用自动上煤、自动除渣，配务了具有电力驱动、控制、监测等功能的电控设备，保证系统正常工作。 三、XRG热风炉性能 通过以上行之有效措施，保证了热风炉结构紧凑性，减少了散热损失，热效率大于70，输出空气温度达550℃以上，寿命长达10年，烟气黑度小于林格曼一级以下，烟尘排放量在100mg/Nm3以下。 四、结束语 XRG热风炉采用分置式布置，改变了以往热风炉的燃烧状况，同时将高温喷流、中温插件、低温热管和烟气循环技术有机结合，保证了热风炉高效、可靠、环保、长寿命运行，为企业节能降耗创造了条件。 目前，该产品已经在白碳黑、碳酸钙、高岭土、水硫酸亚铁、磷酸盐、钡盐等行业得到广泛应用，颇受用户青睐。 标签热风炉