利用热管技术对窑炉进行节能改造

    用于水泥、陶瓷等行业的窑炉，由于废气温度高、废气量大，废气要带走大量的热量，湿法水泥回转窑废气携带热量占窑供给热量的１５％左右，在陶瓷隧道窑中，废气带出的热量损失约占总能耗的３５％～４０％，是热损失中最大的一项。因此，如何更好地回收废气余热，提高窑炉热效率，一直是窑炉工作者为之奋斗的目标。近年来，随着节能技术的不断开发和推广，热管技术已在窑炉废气余热回收中得到应用。

    热管是由传热技术发展起来的一种高效传热元件，它起源于美国，我国是从８０年代开始，逐渐由研制发展到生产应用。热管的类型较多，目前国内为节省投资，用于低温余热回收的主要是重力型热管，这种热管是一种密闭、洁净、抽成真空的金属管，在其内部充填一定量的工作介质，根据用途不同，注入的介质可以是纯水，或者是丙酮、乙醇等有机化合物及无机物钾、钠等碱金属，其适用范围从－２００℃～２０００℃不等。当下部高温热源将热量经管壳传入管腔，加热管腔下端的液态工质，使之迅速蒸发并上升到热管上端，由于上部壳外低温冷源的吸热作用，蒸汽冷凝成液滴并放出汽化潜热。液滴依靠本身的重力沿管壁回流至下部，再次受热汽化。此过程不断循环，且速度极快，完成其取热回收的任务。通常在使用时，将一定数量的热管组合在一起，即构成热管换热器。

    热管的主要特点是：传热能力大，热管是靠相变以潜热方式进行传热的，比显热的传导方式传热能力要大许多数量级。利用回收低温余热，热管可在两端温差很小的情况下高效传热，上、下温差仅１０℃。流体阻力小，不致使系统阻力增加很多。可将冷热流体完全隔开，即使单根热管损坏，对系统影响也不大。结构紧凑、重量轻、使用空间少，安装、维护、更换非常方便。热管制作相对复杂，要求严格做好选材、酸洗、钝化、配液、抽真空、焊接及密封等工作。

    湖南省洪江市新湘瓷厂是一家中型陶瓷企业，用热管换热器对该厂窑炉实施改造，将回收的余热用来加热空气，供灶坯车间烘干瓷坯。据测算回收余热量为９．８吉焦／小时，即在正常情况下，每小时可从废气中回收的热量相当于３４４千克标煤产生的热量，满足了烘坯车间的烘坯需要。每天两班制生产可节约烘坯用电２４０千瓦小时，节约烘坯用标煤１．８吨以上。

    热管换热器投入运行后，在一定程度上改善了环境。这主要是因为位于隧道窑废气出口外的热管换热器中交错排列的热管对烟气的阻挡，加上热管换热器的截面积增加，使废气流速减慢，促使大颗粒烟尘沉降下来，故热管换热器又类似于沉降室，起到了一定的除尘作用。据测定，排放的废气含尘量由原来的１８３０～２２７３毫克／立方米，降低到５８１．５～９１０．４毫克／立方米，对大气的烟尘排放量减少了６０％～６８％。

    生产实践证明，采用热管换热器回收窑炉中的废气余热，热利用率高，运行安全可靠，操作维护简单，且对窑内的热工制度无不利影响，不失为一种高效节能降耗装置。