超导热管换热器在锅炉节能中的应用

我们对超导热管换热器技术在锅炉节能上应用的研究、开发以及生产新型节能减排产品的目的是为了节约能源、减少污染物排放和保护环境。通过对普通热管换热器的技术进行革新、开发和研制，从而生产出传热效果更佳、使用寿命更长、温度适应范围更广的新型热管换热器。该类产品的应用，使锅炉等设备的余热得到充分的回收利用，从而达到节约燃料、减少污染、保护环境、降低成本的目标。
1·锅炉应用超导热管换热器的价值分析
煤作为目前最主要的传统燃料，它的燃烧会对环境造成严重的污染。据有关资料统计，每节约1吨煤，可减少CO2排放量约2.6吨；减少二氧化硫排放量约8.5Kg；减少氮氧化合物排放量约7.4Kg；减少一氧化碳（CO）排放约0.5Kg（CO按国际排放标准计算）。
传统壳管式省煤器由于结露而引起硫酸腐蚀，甚至穿孔现象时常发生，严重影响锅炉的运行安全。目前的锅炉都是通过提高排烟温度来缓解结露和腐蚀现象的产生，烟气温度居高不下。我们开展“超导热管换热器锅炉余热回收中的应用”研究，正是通过开发新型、高效的超导热管换热器，代替传统省煤器、空气预热器和普通热管换热器，充分回收各类锅炉烟气以及其他余热，从而提高锅炉等设备的热效率，达到节能、减排和保护环境的目的。
2·热管换热器结构特点及工作原理
热管是一种传热性极佳的导热构件，常用的热管由三部分组成：主体为一根封闭的金属管，内部空腔内有少量工作介质和毛细结构。管内抽真空，使其在非工作状态时保持真空。热管一般由管壳和内部工作液体组成。管壳是钢制的、抽成真空的密闭管壳；工质是经过与管壳相容性选择的液体。
热管换热器由两端密封的翅片管，将热管元件按一定行列布置，成束装在框架的壳体内，用中间隔板将热管的加热段和散热段分隔开，构成热管换热器。中隔板采用了有效的密封装置，做到不渗漏，热管原件便于组装、拆卸、清洗和更换。
超导热管的工作原理是热管一端受热时管内工质汽化，汽化后蒸汽向另一端流动并遇冷凝结向散热区放出潜热。冷凝液借重力作用回流，继续受热往复循环将大量热量从加热区传递到散热区，热管内热量的传递是通过工质的相变以潜热的方式进行的。
3·超导热管换热技术的优越性
超导热管技术的优越性体现在以下几个方面：
3.1适用范围广。超导介质适用温度范围
3.2节省钢材，优化传热。设计上可不考虑耐压强度，只考虑传热性能、耐腐蚀和稳定性即可。
3.3可消除导热死区。水及其他液体工质
在高温相变过程中和母管金属有不同形式的化学反应，如水热管内就易产生氢气等不凝气体，从而在热管上部形成导热死区，影响传热效果，而超导介质热管不存在此问题。
3.4超导热管安装方便，不受安装位置限制。一般热管必须依靠重力实现液体的循环。超导热管可任意安装，只要有温差就可传热。
3.5良好的导热性。导热速度快，强度大，效率高，超导热管热量的传递随着温差增加而增加，一般液体工质其汽相速度不能超过音速，一旦达到音速，即出现“阻塞”现象（附图：热管热传递速率）。

3.6具有良好的等温性。试验证明，一根长2m的超导热管，其一端置于80℃的热水中，另一端置于无风的大气中，热、冷两端温差不大于1℃；而同样条件下的一般液体（如水）工质热管，热、冷两端温差高达4