热管余热锅炉在低温发电中的应用

热管余热锅炉在低温发电中的应用 new maker 随着窑外分解技术的出现，水泥生产的单机产量大幅度提高，热耗下降。但其烧成系统的排烟热损失仍占其热耗的 40%左右。目前，欧美、日本对 SP/NSP 窑低温发电的研究早已达到了实用化程度，而我国在这方面的研究则刚刚起步。本文将对低温发电所用余热锅炉的选择做一探讨。 低温发电用锅炉有三类：立式余热锅炉、卧式余热锅炉、热管余热锅炉。前两种锅炉为常规的余热锅炉，这里重点介绍热管余热锅炉(如图 1 所示)。 图 1 热管余热锅炉 1 用于我国低温发电的热管余热锅炉 在“八五”科技攻关“85-518-01”低温余热发电课题中，我们所采用的热管余热锅炉与上述几种余热锅炉又有所不同。为了更多地利用废气低温的能量，在热力系统中，采用了两相流螺杆膨胀机发电(详见图 2)。由热管余热锅炉产生 2.7MPa，228℃的水及水蒸汽(80%热水，20%水蒸汽)引入螺杆膨胀机膨胀作功，推动螺杆机发电机组发电。出螺杆机的汽水压力为0.45MPa，经扩容分离器分离出的水送回锅炉，蒸汽引入汽轮机发电。出锅炉烟气温度 140℃以下。 图2 低温发电热力系统流程图 1.窑尾预热分解系统；2.热管余热锅炉；3.螺杆膨胀机； 4.扩容分离器；5.汽轮机；6.冷凝器；7、8.水泵 1.1 热管的结构与原理 热管结构如图3 所示。由管壳、封头、吸液芯、工质等组成。管内有工质，工质被吸附在多孔的毛细吸液芯内，一般为气、液两相共存，并处于饱和状态。对应于某一个环境温度，管内有一个与之相应的饱和蒸汽压力。热管与外部热源(T1)相接触的一端，称为蒸发段；与被加热体(T2)相接触的一端，称为冷凝段。热管从外部热源吸热，蒸发段吸液芯中工质蒸发，局部空间的蒸汽压力升高，管子两端形成压差，蒸汽在压差作用下被驱送到冷凝段，其热量通过热管表面传输给被热体，热管内工质冷凝后又返回蒸发段，形成一个闭式循环，包括三个过程： 蒸发段液相工质吸热蒸发； 被蒸发的工质在冷凝段放热冷凝； 冷凝的工质又返回蒸发段再蒸发。 图3 热管结构示意图 因热管的热力循环是在一个封闭的管内实现的，对外界环境而言，热管自高温热源处吸收热量，在低温段放出热量。热管仅是热量传输的工具，工质则是热量传输的载体，驱动工质循环的动力是管两端的温差。 1.2 热管余热锅炉的特点 热管具有很大的热导，它具有在小温差下传递很大热流的特性。我们在低温发电系统中采用热管余热锅炉做低温余热发电的热量回收装置，正是充分利用...