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一、熱管蒸汽發生器回收玻璃窯爐尾氣余熱
玻璃生產過程中，從池窯蓄熱室、換熱室(或換熱器)出來的煙氣一般在500℃以下。這些煙氣可以通過熱管余熱鍋爐來產生蒸汽。蒸汽可用于加熱和霧化重油、管道保溫，以及生活取暖等。對于排煙量較大，溫度較高的煙氣，可通過熱管余熱鍋爐產生較高壓力的蒸汽(3.5MPa)用于蒸汽透平來發電，或者直接驅動透平空壓機、風機、水泵等機械。對于從工作池和供料道等處排出的煙氣，氣量少而溫度高，可以采用少量的高溫熱管(工作溫度>650℃)來預熱空氣，當離爐煙氣溫度為1000～1200℃，空氣預熱溫度可達400～500℃，節油效果可達20％。在退火爐煙氣的煙道中，以及退火爐緩冷帶以后的部位都可以設制熱管換熱器以回收煙氣的余熱和玻璃制品的散熱量來預熱空氣，作為助燃空氣、干燥熱源或車間取暖等的熱源，都可以獲得很好的節能效果。
當前國內玻璃窯爐所使用的燃料大多為重油和渣油，對于這種燃料的煙氣余熱回收應該特別注意熱管蒸發段管外的積灰堵塞問題。我們公司經過若干年工業應用的實踐，已經積累了保證熱管換熱器能長期運行的方法，重要的一條設計原則是防止和避免一切可能引起灰堵的因素，以及在結構上確保清洗方便。
某玻璃廠由蓄熱室排出的煙氣溫度為420℃，煙氣量為(標準狀態)17800m3/h，要求將煙氣溫度降到200℃以下，回收的熱量產生0.5MPa(表壓)的低壓飽和蒸汽。該余熱回收設備如下圖所示：
該設備具有如下優越性：
①煙氣側壓力降小，可以滿足工藝窯爐內負壓的要求;
②不容易積灰，設備具有熱水沖冼裝置，可以在線清冼;
③管壁溫度可全部控制在煙氣露點之上，避免結露及低溫腐蝕;
④可連續長期運轉，單根熱管破壞不影響設備運行;
⑤設備成本一年內回收。
二、用熱管式空氣預熱器回收玻璃窯爐尾氣余熱加熱冷空氣
目前回收利用玻璃窯爐尾氣余熱，達到節能的目的，已被廣大企業所認識和落實。目前回收窯爐尾氣余熱使用的設備基本是采用余熱鍋爐，而玻璃企業所使用的燃料大部分是煤氣，煤氣發生爐本身自帶水夾套，可以副產低壓蒸汽供生產生活使用，只有在吹掃煙道時，需要的蒸汽較多，需外供蒸汽加以補充。煙道吹掃結束以后，蒸汽需要量較少，這時企業為了降低運行成本，就將余熱鍋爐停開或微開。這樣大部分煙氣的余熱，還是被排空放掉了，回收利用余熱，生產蒸汽供生產和生活使用，取消外供燃煤(氣、油)鍋爐，為能完全回收窯爐尾氣余熱，達到充分節能的目的。
(1)主要用途
目前玻璃窯爐尾氣余熱一般在200~300℃左右，約有30~50萬大卡的熱量，回收這部分熱量用以預熱二次風冷空氣，使常溫冷空氣變成達到100℃左右的熱空氣，送入窯內，可以提高燃料理論燃燒溫度作用，保證必須的爐溫以加快升溫速度并能顯著節約燃料。主要用途分述如下：
1、提高燃料的理論燃燒溫度
空氣預熱后可以提高燃料的理論燃燒溫度，溫度的提高程度與燃料種類及氣體的預熱溫度有關，一般空氣預熱溫度每提高100℃可提高理論燃燒溫度50℃左右。準確數據可通過燃燒公式(2-1)計算或查表2-1。
Tli=(2-1)
式中：T1i________理論燃燒溫度(℃)
Qnet________-燃料低位發熱量(KJ/Kg或KJ/Nm3)
cftf________-燃料帶入的物理熱(KJ/Kg或KJ/Nm3)
vacata______-空氣帶入的物理熱(KJ/Kg或KJ/Nm3)
Qdi__________燃料產物中部分CO2和H2O在高溫下熱分解反應消耗的熱量((KJ/Kg或KJ/Nm3)
Va、V______實際空氣量和實際煙氣量(NM3/KgNm3/Nm3)
Cf、Ca、C__-燃料、空氣和燃燒產物平均比熱[KJ/(Kg.℃)、KJ/(Nm3.℃)]
Tf、ta____-燃料和空氣進入燃燒室的溫度(℃)
2-1不同空氣預熱器溫度時燃燒的理論燃燒溫度
2、保證必需的爐溫
提高燃料的理論燃燒溫度后對提高爐溫有直接作用，爐溫t1值與理論燃燒溫度t1i的關系見式(2-2)
t1=ηgt1i(℃)(2-2)
式中：t1i____-燃料的理論燃燒溫度(℃)、ηg__-爐子高溫系數
燃料的理論燃燒溫度提高后爐溫亦即提高，其輻射熱量與絕對溫度的4次方成正比，從而又提高爐子的生產能力。根據經驗：空氣預熱溫度每提高100℃，約可提高爐子生產能力2％。
對使用低熱值煤氣的高溫爐來說，預熱空氣和煤氣成為必需的前提，否則將達不到加熱工藝所需求的爐溫。為達到規定爐溫所要求的空氣預熱溫度可按圖2-1或表2-1查得燃料的理論燃燒溫度值，再按(2-2)求出爐溫值。不同發熱量的低熱值煤氣為達到規定爐溫所需空氣或煤氣的最低預熱溫度見表2-2。
3、節約燃料
單獨預熱空氣或空氣煤氣同時預熱時，燃料的節約率按(2-3)計算。
ηj=×100％(2-3)
式中：ηj______________燃料節約率(％)
Qw______________空氣或空氣與煤氣同時預熱時得到的物理熱(KJ/Nm3)
Qy__________煙氣帶走的熱量(KJ/Nm3)
Qd______________-燃料低發熱量[(KJ/Nm3)或(KJ/Kg)]
預熱空氣、煤氣和爐料相當于直接向爐內回收一部分熱量，對強化燃料和節約燃料有明顯效果。隨著空氣預熱溫度提高，燃料節約率亦響應增大。一般認為：每提高空氣預熱溫度100℃，可節約燃料5％左右，是有效的節能手段，投資回收期短，有高的經濟效益。
4、提高燃料效率并降低鋼材燒損
空氣預熱后由于體積膨脹使氣體流動速度加快，促使可燃物混和加強，混合物活性增加，從而能實現低氧完全燃燒并提高了燃燒效率。另外，在低氧燃燒情況下由于煙氣中氧含量減少，加火焰溫度有所提高，使鋼材在高溫狀態下停留的時間相應減少，從而鋼材的氧化燒損量減少。
5、減少煙氣排放量有利保護環境
(1)隨著環境保護標準的提高，不僅要求降低煙氣中的SO2和NOx的排放濃度，同時要求煙氣的總排放量也要減少，這是因為煙氣中CO2的大量排放將影響全球的大氣質量。
回收煙氣余熱可在總供熱量不變的情況下減少燃料的供給量，亦即減少了煙氣的生成量和排放量。回收的熱量越多，則煙氣排放量越少，對環境保護的意義就更大。
(2)熱管式空氣預熱器的特點
熱管式空氣預熱器是由具有超導傳熱元件之稱的熱管組成，它和其他形式的空氣預熱器既有如下特點：
1、傳熱性能高。
由于熱管式空氣預熱器的加熱段和冷卻段都可以帶有翅片，大大增加了擴展表面，因此其傳熱系數比普通的光管空氣預熱器要大好多倍。如圖示
2、對數平均溫差大。
由于熱管式空氣預熱器，可以方便的做到冷流體與熱流體的純逆向流動，這樣在相同的進、出口溫度就可以產生最大的對數平均溫差。
3、傳遞熱量大。
由于熱管式空氣預熱器傳熱系數和對數平均溫差大，因此，傳輸的熱量就大。熱管傳遞的熱量是指管內從沸騰段液體吸熱變為蒸汽的汽化潛熱到凝結段蒸汽又變為液體放出的潛熱量，這種吸收或放出的潛熱量是相當的大，比不是靠相變吸收或放出潛熱方式傳熱量的元件要大得多。特別適合在玻璃窯爐尾氣的余熱這種熱復符量較少的工況上使用。
4、體積小、重量輕、結構緊湊。
熱管式空氣預熱器，所傳輸的熱量大，因此，如果在傳輸同樣的熱量情況下，熱管式空氣預熱器就顯得小，結構緊湊，因此金屬的消耗量少，占地面積也可以大大減少。
5、便于拆裝、檢查和更換。
熱管式空氣預熱器是由許多根獨立的換熱元件熱管，按著一定的排列方式組成的。因此，有部分熱管更換不會影響整臺熱管式空氣預熱器的正常工作。根據玻璃窯爐尾氣余熱工況的實際情況，熱管式空氣預熱器的熱管可以定期的拆裝進行清灰。
6、熱管式空氣預熱器具有很大的靈活性，可以根據不同的熱負荷和氣體流量，將幾個熱管式空氣預熱器串聯和并聯使用。
三、熱管式空氣預熱器的結構及安裝運行
1、結構及安裝方式
熱管式空氣預熱器其結構特點為：由若干根熱管組成一個管束。中間用中孔板分開，一邊走煙氣(排氣)為加熱段，另一邊走空氣(給氣)為冷卻段。窯爐尾氣余熱從加熱段通過，經熱管吸熱段吸收熱量，使管內的液體工質吸熱、汽化相變、潛熱經冷卻段放熱，將冷空氣加熱，達到預期目的。結構形式如下圖所示。加熱段煙箱入口與窯爐主煙道相連，出口經引風機與煙囪入口相連。
2、運行
1)待余熱鍋爐停止運行或減負荷運行時，關閉煙氣入余熱鍋爐的閘板，打開空氣預熱器和通引
風機的閘板使煙氣從空氣預熱器通過，加熱冷空氣，給窯爐配送熱風，以節約燃料。
2)與煙氣接觸的煙箱內的熱管時間長了會附著一層結塵。操作者在空氣預熱器運行一段時間后，可以將熱管抽出，進行清灰，然后將熱管重新裝入煙箱內，使空氣預熱器繼續工作。
3)某單位使用熱管式空氣預熱器運行參數
四、總結
1、對于高效節能型玻璃窯爐低溫煙氣的余熱利用，熱管式空氣預熱器更能充分回收利用余熱，充分達到節能的目的。
2、熱管式空氣預熱器既有造價低、安裝使用方便，投資回收期短，半年左右可回收投資。
3、一座尾氣余熱流量8000(Nm3/h)左右的玻璃窯爐，可利用余熱420(KW)。若8000(Nm3/h)空氣流量，空氣溫升可達140(℃)，按日耗標煤15t計算，可節約燃料0.75(t/d)左右。
4、管式空氣預熱器可以充分回收利用窯爐尾氣的余熱，使排放的煙塵和SO2氣體大大減少，它的社會效益是不可估量的。
