改造合成氨造气工段进行技术,采用高温热管蒸汽发生器回收半水煤气的余热,至今已安全运行8年。该工段煤气流量为135000m3/h,温度为950℃,通过高温热管蒸汽发生器将其温度降至250℃,每小时可生产4t蒸汽,蒸汽压力高达1.57MPa。全年运行时间为7200h,每吨蒸汽按40元价格计,则全年可回收价值115.2万元,氨年产量为20kt,则平均每吨氨可降低成本57.6元,扣除固定资产折旧、大修费用和运行成本,每吨氨可净降低成本39.78元,年收益为79.56万元。
高温热管技术在小氮肥余热回收中的应用获得了令人满意的效果。实际运行表明,高温热管蒸汽发生器达到的某些性能指标,是其他类型的换热器所达不到的。该项技术已在江苏、安徽、辽宁、广东、山西及青海等省十多个小氮肥“二改一”工程中得到推广应用。
高温热管技术在喷雾干燥中的应用取得成功,并已收到了令人满意的实际效果。根据现场测试的参数表明,高温热管换热器达到的某些性能指标,是其他类型热风发生器所达不到的,因而在某些特定工况条件下的应用也是无法取代的:a.向各类干燥设备(喷雾于燥、沸腾干燥、气流干燥、隧道干燥及链板式干燥等)提供清洁的高温热风。b.向气流焙炉提供800℃以上的高温热风,对物料直接进行气流焙烧。c.向各类燃烧器提供助燃热风,改善燃烧状况,提高燃烧效率,节约燃料。据资料介绍,用普通换热器将助燃风加热到300～400℃可节约燃料15%～25%,用高温换热器可节约燃料40%以上。d.高温预热煤气(或助燃气),使冶金工厂大量的低热值高炉煤气(其热值约为4187J)资源在加热炉上的利用成为可能。e.回收利用六大耗能工业(冶金、化工、炼油、玻璃、水泥及陶瓷)的高温余热,使这些领域的能源利用率达到一个新的水平。由以上可以预见,高温热管热风发生器将具有广阔的推广应用前景,对工业生产和节能技术的发展产生重大的影响。
当前,高温热管换热器在传热方面还面临两大急需解决的问题:a.结构庞大,成本昂贵,极大地阻碍了高温热管换热器工业化应用进程;b.过渡段的衔接不合理,导致部分热管处于不工作和非正常工作状态。要解决好上述问题的关键:a.优化高温热管换热器结构有两个途径:一是对单根热管进行传热强化研究;二是合理预测壳程的流场与温度场的分布,二者的优化组合研究是今后热管换热器强化传热技术发展的方向。b.过渡段的强化传热对优化高温热管换热器结构、安全衔接各区域热管换热器起着非常重要的作用。
高温热管技术在喷雾干燥中的应用研究取得成功,充分体现了高温热管技术的优越性。为加快高温热管换热器实现工业化进程,笔者认为应尽快提高高温热管换热器设计的合理性和经济性。具体实施的方法;a.采用数值模拟的方法模拟高温热管换热器内温度场和流场分布,以便实现高温热管换热器在线检测、故障分析和变工况分析。b.采用强化换热技术,优化高温热管换热器结构,降低成本,提高设计经济性。加快高温热管换热器在工业中的应用进程。
