無機傳熱技術應用-徑向熱管省煤器

無機傳熱技術應用--徑向熱管省煤器第一頁，共38頁。

一、無機傳熱技術簡介

無機傳熱技術是采用十幾種無機元素的混合物作為導熱介質，將該介質灌注在諸如管狀或板狀的腔體內，經(jīng)真空處理且密封形成可具傳熱特性的元件——無機傳熱元件。

由于無機傳熱元件是通過腔體內部的無機介質來實現(xiàn)傳熱過程，傳熱能力高于普通金屬材料，其等效導熱系數(shù)可達金屬銀的3.2萬倍。

無機傳熱元件使用不少于10年。第二頁，共38頁。

根據(jù)上圖所示，我們利用無機傳熱換熱器下端吸收煙道余熱，傳導給無機傳熱換熱器上端，將冷空氣預熱至500C以上，再由鼓風機將熱風快速送入爐膛，提高了爐膛的燃燒工況和溫度，使燃料充分燃燒，從而達到節(jié)能、環(huán)保的目的。

冷空氣煙氣熱空氣熱煙氣第三頁，共38頁。

徑向熱管換熱器是由若干根徑向熱管換熱元件組成的換熱器。徑向熱管是一種在由內管和外套管組成的封閉管殼中充以工作介質，并利用介質的相變吸熱和放熱進行熱交換的高效換熱元件（結構示意如圖所示），在工作狀態(tài)下，熱管元件內工質在外套管（即吸熱端）熱煙氣側吸收煙氣熱量蒸發(fā)成蒸汽，依靠壓差作用，汽態(tài)工質汽化運動到內管（即放熱端）冷源水側放出熱量，汽態(tài)工質釋放汽化潛熱后冷凝成液態(tài)，液態(tài)工質再回流到吸熱端，重復上述蒸發(fā)-冷凝的過程，不斷地將熱量從煙氣側傳遞到冷源側。熱管換熱器的熱源與冷源不直接接觸，煙氣側管壁溫度較高，可以最大限度地減少煙氣酸露腐蝕對換熱設備的影響。第四頁，共38頁。第五頁，共38頁。（1）傳熱系數(shù)高、熱阻小熱管的傳熱是依靠熱管腔體內部具有高效傳熱特性的無機介質利用蒸發(fā)、冷凝，汽液兩相對流循環(huán)來實現(xiàn)傳熱，傳熱系數(shù)很高。為提高熱管外高溫氣流的對流傳熱系數(shù)，管外設置了翅片，更進一步改善了整體的傳熱特性。（2）良好的等溫性由于套管內部的工作液純度高，熱管內部的沸騰和凝結過程，既是恒溫又是恒壓的過程，套管內部軸向溫差趨于零，外管表面溫度基本保持一致。熱管工作溫度和換熱條件有密切關系，可以通過合理選擇放熱端和吸熱端的面積比來改變換熱條件，進而改變熱管的工作溫度和吸熱端表面溫度。第六頁，共38頁。

（3）熱流體和冷流體互不泄漏徑向熱管外管（受熱面）完全置于煙氣通道中，其內管完全置于煙氣通道之外，水管道絕對不會與煙氣有任何接觸，與煙氣接觸的僅是外管翅片段，當翅片基管受到損壞時，只是傳熱效率降低，可以繼續(xù)使用。如果大面損壞時再考慮更換。熱管外側管子有損壞，只是該熱管失效，換熱面積減少一些，但兩種介質互不泄漏，這是因為熱管的內側還是封閉的，這一優(yōu)點對于連續(xù)性生產的裝置顯得十分重要，因為它不會造成裝置停車。（4）結構簡單、元件可更換由于熱管換熱器的熱管元件為獨立安裝，因而不僅結構簡單，而且熱管元件的數(shù)量可根據(jù)換熱量而增減。第七頁，共38頁。1、節(jié)能效果：降低排煙性熱損失，使鍋爐熱效率提高5-10%，煙氣尾氣溫度降低40%左右，鼓風進風溫度達60℃以上，使燃煤充分燃燒。據(jù)實測：生活、工業(yè)鍋爐鼓風由冷風改為熱風后，爐膛溫度可升高300℃以上，本體傳熱溫差增大20%以上。傳熱量、熱強度、熱效率都顯著上升，綜合節(jié)能率在10%以上。2、環(huán)保功能：熱風強化燃燒，爐膛溫度提高后，化學、物理兩項熱損失顯著下降，爐渣含碳量降低80%以上，原煤含水量由5%增至15%，從而有利于煤層定型，火床更加穩(wěn)定和平整，煤層不易產生風洞，飛灰、黑煙明顯降低，林格曼度下降1-2℃。煙囪出口幾乎呈白色，減少磨損，延長除塵器使用年限。3、增容功能：熱風助燃后，鍋爐升溫、升壓快，從壓火狀態(tài)到送氣、由原來的15分鐘縮短到8分鐘，縮短時間一半以上，適應負荷變化、減輕勞動強度，提高鍋爐出力10%以上，達到較大增容之目的，同時提高鍋爐汽量和汽壓。第八頁，共38頁。供暖系統(tǒng)的數(shù)以萬計的大大小小的鍋爐排放的大量中、低溫煙氣仍然被直接排放到大氣中。這樣既浪費了能源又加劇了溫室效應、環(huán)境污染。為了進一步降低排煙溫度、減少污染物排放。無機傳熱技術徑向熱管式省煤器，用于回收鍋爐中、低溫煙氣中的熱量，減少污染物的排放。第九頁，共38頁。1、高導熱性：徑向傳熱元件靠工質的汽、液相變傳熱，熱阻小，與金屬相比，基管采用相同材質的徑向傳熱元件是金屬棒的幾萬倍。2、優(yōu)良的等溫性：徑向傳熱元件環(huán)隙內的飽和蒸汽壓力取決于飽和溫度，外管表面溫度基本相等。3、熱流密度的可變性：可改變內外管管徑以達到改變蒸發(fā)段和冷凝段面積從而改變輸入輸出熱量。第十頁，共38頁。4、環(huán)境的適應性：隨著熱源和冷源的條件變化，徑向傳熱元件的外形可作相應改變。5、抗腐蝕性較強。在相同的環(huán)境下，普通熱管的蒸發(fā)段與冷凝段是分開的，有一定的溫度梯度。而無機徑向傳熱元件的蒸發(fā)、冷凝段均布于徑向傳熱元件環(huán)隙的壁面。溫度梯度極小。管壁溫度相對有所提高。6、使用壽命長。傳熱元件兩端部分外管置于煙道外，與煙氣接觸的僅是外管翅片段，當部分翅片基管受到破損時，傳熱效率部分降低，仍可繼續(xù)使用。當大面積翅片基管被損壞時，再計劃安排更換。7、設備結構緊湊，易于安裝維修。第十一頁，共38頁。20T燃煤鍋爐

無機傳熱技術空氣預器安裝圖第十二頁，共38頁。20T-40T燃煤鍋

無機傳熱技術爐徑向熱管式省煤器第十三頁，共38頁。6T-10T燃氣鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第十四頁，共38頁。

15T燃氣鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第十五頁，共38頁。15T燃氣鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第十六頁，共38頁。20T燃氣鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第十七頁，共38頁。20T煤粉鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第十八頁，共38頁。20T鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器竣工圖第十九頁，共38頁。40T煤粉鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第二十頁，共38頁。40T煤粉鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第二十一頁，共38頁。

40T燃氣鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第二十二頁，共38頁。40T燃氣鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第二十三頁，共38頁。80T燃氣鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第二十四頁，共38頁。80T燃氣鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第二十五頁，共38頁。100T燃氣鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第二十六頁，共38頁。100T燃氣鍋爐

無機傳熱技術徑向熱管式省煤器第二十七頁，共38頁。第二十八頁，共38頁。

多年來，公司始終堅持以市場為導向，以企業(yè)為主體，以技術進步為支撐，建立并完善了一支以博士、碩士以及高級技術職稱人員組成的產品研究、開發(fā)與設計的專業(yè)團隊。公司現(xiàn)有員工185人，其中管理人員26人，具有中、高級職稱的專業(yè)技術人數(shù)達35人，本科以上專業(yè)技術人員占全公司總人數(shù)的54％。在辦公管理方面，公司建立了網(wǎng)絡信息體系，形成較高水準的現(xiàn)代化、信息化管理平臺，從而保障了公司各項管理工作的高效與快捷。為了提高員工的業(yè)務水平，公司建立了技術資料庫、信息庫等，以滿足員工學習，提高業(yè)務水平。同時，公司積極組織員工進行專業(yè)技術培訓，定期舉行技能知識講課，以提高員工的綜合技能水平。第二十九頁，共38頁。

公司利用自身先進技術的優(yōu)勢，不斷拓展于中國國內、美國、日本、加拿大等地區(qū)相關科研機構的交流與合作，走出了一條自主開發(fā)、聯(lián)合開發(fā)、委托開發(fā)的科研項目實施的發(fā)展道路。為配合科研成果的驗證與商品轉化，公司投資近3500萬元，建立了設施齊備的中心實驗室，由美國、日本、臺灣引進的精密加工設備，與熱性能綜合測試儀器、儀表，為新產品的樣機制造、性能分析及成果的商品化，提供了可靠的技術和應用保障。第三十頁，共38頁。

公司成立以來，先后通過了高新技術企業(yè)認證，節(jié)能產品認證，研發(fā)機構認證和ＩＳＯ9001、ISO14001、OＳHＭS管理體系認證，獲得了A級鍋爐部件制造，DRI級壓力容器設計與制造的資格證書。

目前公司已具有年產工業(yè)換熱器5000噸，大型傳熱元件1000噸。傳熱元件的制造，是一個相對精密的加工過程，嚴格的工藝制造，以及精良的設施與裝備，是產品質量與性能穩(wěn)定的前提。對此公司以高投入、高起點、高品質的原則，最大限度的對量產制成環(huán)節(jié)，進行了全面而系統(tǒng)的優(yōu)化。第三十一頁，共38頁。

公司擁有四個專業(yè)化生產制造系統(tǒng)，其中廠房面積5000㎡的大型傳熱元件生產制造系統(tǒng)，擁有三條400千瓦翅片管高頻焊接自動生產線，其產品品質與生產規(guī)模已居同行業(yè)領先水平。清洗鈍化是傳熱元件制成過程中十分重要的環(huán)節(jié)，傳熱元件內壁的潔凈及鈍化狀態(tài)，是傳熱介質長期穩(wěn)定工作的前提。為此，公司在清洗鈍化的系統(tǒng)工藝、裝備方面，首先自備了純凈水加工設備，所有清洗工序全部采用純凈水，充分避免清洗用水對傳熱元件內壁在清洗過程中因受水質影響而造成的二次污染。同時除油，除銹工序均實現(xiàn)了超聲波自動清洗，為防止可能出現(xiàn)的元件內壁隱性污染，公司由德國引進了機械摩擦式自動清洗機，可對清洗元件進行再次強化。此外，恒溫鈍化系統(tǒng)連續(xù)快捷的清洗專用輸送線，共同構成了清洗鈍化完善的加工系統(tǒng)。專業(yè)化驗室配備齊全，可對清潔所有各種清洗試劑進行準確、定時、定量分析，從而充分保證了高品質傳熱元件對潔凈的要求。第三十二頁，共38頁。

針對傳熱元件的焊接加工，公司與專業(yè)的焊接設備研究機構，共同開發(fā)了傳熱元件端頭蓋自動專機，并配以日本高品質氬弧焊接設備。可充分保證量產及質量的要求。鑒于傳熱元件在使用過程中需長期保持真空狀態(tài)這一特性，公司先后由德國、日本引進了兩臺氦質譜檢漏設備，以及對傳熱元件端頭堵蓋等部件，進行了質密性測定的超聲波檢測儀器，最大限度的防止和杜絕了焊縫以及金屬材質可能出現(xiàn)的滲漏，為傳熱元件保持良好氣密性，提供了可靠保證。

專業(yè)設置的金屬除氣與灌裝系統(tǒng)，以達到專業(yè)化、批量化的規(guī)模和水平。經(jīng)過多年的積累，從傳熱介質的配料、檢驗、分析到金屬除氣、真空定量灌裝、夾封焊接等工藝，專機設備公司已形成多項知識產權，并不斷地進行更新和完善。由公司引進的全自動熱性能檢測流水線，可對大型傳熱元件綜合性能進行準確測定和記錄，公司所生產的每一支傳熱元件均需在嚴格檢驗的控管下，方能出廠或轉入下一道工序。第三十三頁，共38頁。

廠房面積近3000㎡的工業(yè)換熱器總裝系統(tǒng)，擁有完善的金屬成型加工設備。下料、剪板、卷板、油壓成型、埋弧自動焊接、以及成品組焊均可在該系統(tǒng)獨立完成?？沙浞譂M足A級鍋爐部件、一、二類壓力容器、余熱鍋爐、空氣預熱器、空氣煤氣雙預熱器等工業(yè)換熱設備的加工需要。2臺30T起重航車橫貫所有工序，使物料周轉靈活而快捷。為保證相關制成設備的質量要求，公司擁有獨立的理化中心和專業(yè)化探傷室，具備RT、UT、PT綜合檢測能力，所有檢測內容均達到相關行業(yè)標準和要求。同時與行業(yè)標準相配套的質量保證體系，也已在制造環(huán)節(jié)進行全面覆蓋。第三十四頁，共38頁。

為適應電子、太陽能等行業(yè)對中、小型傳熱元件的需求，公司以高起點的標準要求，建立了中、小型傳熱元件的生產制造系統(tǒng)。近2000㎡的作業(yè)環(huán)境，工序管理按區(qū)域隔離的方式進行系統(tǒng)規(guī)劃。同時對重點控制工序全面實現(xiàn)無塵、恒溫、恒濕、封閉化管理，為確保中、小型傳熱元件高品質的要求，該系統(tǒng)近80％以上的設備及測試手段，來源于日本、美國等國家和地區(qū)，近50％的工序實現(xiàn)了自動化操作。高精度超聲波16道工序清洗，使每一支傳熱元件均能達到高潔凈的標準。等離子自動焊接，有效保證了產品的外觀及氣密的要求；由公司自行開發(fā)的管芯銅粉燒結技術及裝備，可滿足規(guī)模化生產的配套需要；高品質的連續(xù)釬焊生產線，可對各種小型銅質傳熱元件進行端頭堵蓋的連續(xù)焊接；由多臺氦質譜組成的檢漏裝備，可對不同規(guī)格的中、小型傳熱元件進行100％檢漏，最大限度的避免了滲漏元件流入下道工序。注料系統(tǒng)以及真空處理、夾縫焊接系統(tǒng)已基本實現(xiàn)自動化操作。由臺灣引進的連續(xù)除氣機，以及公司自主開發(fā)的除氣、夾填封專機設備，均已形成批量化作業(yè)的規(guī)模與水平。為確保傳熱元件長期運行的可靠性，公司對所有中、小型傳熱元件進行100%24小時的老化試驗；并對老化后的元件進行100%綜合性能檢驗和不低于10%的性能標定。此外，針對用戶對中、小型傳熱元件的不同需求，公司建立并完善了中、小型傳熱元件深加工工序，可實現(xiàn)元件折彎、壓扁成型以及元件組合等配套加工。第三十五頁，共38頁。

“視質量為生命，嚴格執(zhí)行ISO的標準和要求”一直成為公司立足于市場的永恒不變的主題。在所有相關產品的制造過程中，以控制核心制造工藝為中心點，公司對每一加工工序的技術工藝要求均全面進行：監(jiān)檢、自檢、互檢、巡檢、專檢“五檢測”制造，使ISO標準貫徹每一道制成環(huán)節(jié)。幾年來，由中國國家經(jīng)貿委、節(jié)能信息傳播中心、科技部火炬部、石油化學工業(yè)廳、中國化工裝備進出口總公司、中石油集團管道分公司、中國電力規(guī)劃研究總院、中國電子工業(yè)科學技術交流中心、中國太陽能協(xié)會等機構，就公司相關技術與產品分別進行了多次評審和推介，為公司產品的市場轉化，不僅給予大力支持與配合，同時構建了公司與用戶之間交流與合作的橋梁。具不完全統(tǒng)計，經(jīng)公司生產，制造工業(yè)換熱類產品，在石油、化工、冶金、建材、電力等行業(yè)領域的氣—氣交換，氣—液交換，液—液交換等應用中，已創(chuàng)下數(shù)百項工程業(yè)績。近年來公司始終將微電子技術的開發(fā)與應用作為公司重點課題，先后研制出桌上型電腦、伺服機、工作站、CPU散熱系列產品。目前該產品已通過權威機構的認證。數(shù)十個規(guī)格產品已形成量產規(guī)