"综上所述,复合相变换热器技术的研究与装置的研制是成功的.尤其在 避免烟气低温腐蚀的前提下提高锅炉的热效率方面,该技术为国内外首创处于 国际领先水平."
——摘自国家级《鉴定证书》
注:复合相变换热器技术问世已经多年.该技术独特的先进性仍然为目前其他节能技术所不 具备,在关键性的技术指标方面继续保持"国内外领先"的强大优势.
换热器最低壁面温度与排烟温度间的关系
最低壁面温度℃ 通常管式 换热器 纵管 横管 热管换热器 复合相变换热器
70 175 117 153 85
80 200 133 175 95
90 225 150 197 105
100 250 167 219 115
110 275 183 241 125
120 300 200 263 135
技术核心:通过精准的热平衡计算,合理的结构设计,设计出能够最大幅度的回收 烟气余热的热回收系统.并保证安全,稳定运行.同时,在运行中做到可控可调,彻底 避免低温腐蚀,将设备的使用寿命大大延长(是传统换热器寿命的2-3倍).
FXH在锅炉中的安装位置 在锅炉中的安装位置
三,烟气余热利用方案选例
130 325 217 285 145
140 350 233 307 155
150 375 250 329 165
排烟 温度 ℃
注:表格中最低壁面温度计算时取被加热空气入口温度为0℃
核心技术内涵
复合相变换热器技术:是热力学和传热学理念,锅炉原理,自动控制以及现代计算 技术的综合创新和有效集成. 它较好地解决了:在不结露的前提下,锅炉排烟温度难以降低的世界性难题,是中 低温热源利用上的一次世界性突破.
国家级荣誉证书
2000年12月,受国家经贸委委托,由中科院院士刘高联,工程 院院士秦裕琨等专家组成的鉴定委员会,对复合相变换热器技 术与装置进行了严格的国家级鉴定.
刘高联,秦裕琨院士在鉴定会现场
刘高联,秦裕琨院士在鉴定会议上
国家级重点新产品鉴定验收证书
国家级鉴定评述
"经查新,该技术将壁面温度作为一个锅炉基本设计参数方面, 未见类似报道, 是相关设计理念上的一次创新."
复合相变换热器的温度曲线
螺蚊槽管段 250℃ 换热系数 相变段
—————
90.9w/m℃
相变段壁面温度保 持不变! 持不变!
160℃ 150℃
173℃
95℃ 换热系数
110℃( 排烟温度) 95℃(最低壁面温度)
——————
126.6w/m℃
65℃ 25℃ (空气温度)内首次提出并做到:
1,将锅炉低温换热器的最低壁面温度作为"第一"设计参数;
2,将换热器的整体壁面温度处于"整体均匀,可调可控"状态. 3,将换热器的最低壁面温度独立(无关联)于被加热流体的温度. 4,将换热器最低壁面温度与排烟温度之间的函数关系—— 从"倍数"关系转化为"加减"关系.
获得中国工程院上海院士中心的应用实施认证
2007年3月中国工程院上海院士中心在上海科学 会堂召开了"复合相变换热器在锅炉上的应用"专 家研讨会. 会议纪要摘抄如下:"复合相变换热器原理与实 施技术方案可行,并在实际应用中得到了验证.通 过对调研数据的分析,认为使用复合相变换热 器……,对上海市锅炉的节能改造将起到良好的推 动作用."
"复合"的内涵:复合不同强化换热技术,对换热器的不同部分灵活配置,相应构建 尽可能大的"优化设计"空间.在壁面温度满足设计要求的前提下,实现"最大幅度" 节能降温目的.
"相变"的意义:迫使换热器相变工作段的壁面温度处于"整体均匀,可调可控"状 态,一方面满足最低壁面温度的要求;另一方面充分发挥相变传热的优势,使壁面温度 和排烟温度之间维持足够小的温差.
复合相变换热器的四大亮点
节能——能使锅炉热效率稳定提高1.5%～10%. (降低能耗,提高吨煤产汽率,增加锅炉出力) 节水——降低排烟温度可节约大量脱硫工艺用水. 防腐——从机理上根本解决设备酸露腐蚀问题. 减排——节能是最大的减排,减少碳和硫的排放. 同时,有效降低粉尘的排放.
节能效益估算表
锅炉蒸发量 (吨/小时) 35 65 130 220 410 1000 原排烟温 度(℃) 170 160 155 150 150 140 设计排烟温 度(℃) 115 115 115 115 115 115 最低壁面温 度(℃) 100 100 100 100 100 100 SO2减少排放 量(吨/年) 42 60 79 119 205 320 CO2减少排放 量(吨/年) 2952 4215 5577 8362 14443 22519 节煤量( 吨/年) 1678 2392 3169 4751 8206 12795
你了解锅炉的排烟温度吗?
锅炉的排烟温度是指: 烟气经过锅炉的最后一节换热器(通常为空气预热器,或者是末级 省煤器)后的温度.它是衡量锅炉热效率的"标志性"参数. 排烟温度高: 优点—避免设备低温酸露腐蚀. 缺点—浪费能源. 排烟温度低: 优点— 节能减排. 缺点—易造成设备低温酸露腐蚀,结露性堵灰.
传统空预器的温度曲线 高温烟气入 图 例 换热系数
————————————
250 ℃
———— 排烟温度 ———— 壁温温度 ———— 空气温度
90.9w/m℃ 160 ℃ 150 ℃
换热系数 ————— 126.6w/m℃
150 ℃(排烟温度) 70 ℃( 最低壁面温度) 25 ℃ (空气温度)
常温空气入
温降(℃)
55 45 40 35 35 25
计算基准条件:1,假设设备漏风系数为0; 2,燃料酸露点温度为90℃; 3,燃煤热值为5000大卡/公斤; 4,锅炉年运行时间为300天;
适用范围广泛
不同燃料: 不同行业: 不同用途: 不同热交换形式:
◎燃煤锅炉 ◎电力
◎燃油锅炉 ◎化工
◎燃气锅炉 ◎造纸等 ◎冶金
复合相变换热器
——彻底解决锅炉低温腐蚀难题 ——大幅度降低锅炉排烟温度
政 府 之 声
进一步加强节能减排工作,也是应对全球气候变化的迫切需要.温室气体排放 引起的全球气候变化,备受国际社会广泛关注.我国是以煤炭为主的能源生产大国 和消费大国,减少污染排放,是我们应该承担的责任. 我们要把节能减排作为当前加强宏观调控的重点,作为调整经济结构,转变增 长方式的突破口和重要抓手,作为贯彻科学发展观和构建和谐社会的重要举措,进 一步增强紧迫感和责任感,下大力气,下真功夫,实现"十一五"规划确定的节能 减排目标,履行政府向人民的庄严承诺. ————国务院总理温家宝
换热管内为相变换热,管外是对流换热.相比之下,相变换热系数远高于对流换热
系数,所以壁温基本受管内介质影响,而不受管外介质影响.
复合相变换热器是多根并联的密闭管排束构件,是一个相互关联的整体结构.所以
其金属壁面温度整体分布均匀.
因此,只要控制好内部介质的饱和温度,就可以实现对相变换热器壁面温度的可控
锅炉尾部换热器的一般设计准则
如果锅炉尾部换热器(一般是空气预热器)的最低壁面温度低于烟 气的酸露点,将发生酸露腐蚀和结露性堵灰,影响锅炉的安全运行. 适当的提高锅炉设计排烟温度,来保证换热器受热面最低壁面温度 高于烟气酸露点温度,是目前锅炉设计的通行做法,所以排烟温度不能 够设计的很低. 传统设计理念:排烟温度与壁温之间为倍数关系. 杨氏设计理念:排烟温度与壁温之间为加减关系.
排烟温度虚低的成因及其危害
新锅炉的排烟温度一般不高,但运行一段时间后,排烟温度往往会出现两种看似不同的变化,
但实质都会导致热效率下降: – – 1,排烟温度升高. 2,排烟温度虚低. 实质是因为出现低温酸露,对空预器腐蚀,引起漏风,冷空气漏入烟道,形成排烟温度虚低. 本来为了避免尾部受热面出现低温酸露,排烟温度不能设计得较低. 但为了追求锅炉的热效率,保持市场竞争力,虽然预计会出现酸露,危害锅炉安全运行, 也不会把排烟温度设计得很高. – 因此,传统锅炉的排烟温度,要么只能设计得很高,浪费热能.要么较低,导致最低壁面温 度无法保证在烟气酸露点以上,最终导致低温酸露腐蚀.
可调.
传统热管换热器管壁温度分布图
顾维藻---中科院热物理所研究员
杨教授FXH换热器设计理念的创新:
—— 世界上首次提出以壁面温度作为第一设计参数
燃料的 酸露点 温度
壁 面 温 度
排 烟 温 度
例 :沿用上图《强化传热》实验数据(顾维藻---中科院热物理所研究员 ) 壁面温度 = 77.5 ℃ 排烟温度 = 77.5 + 15 = 92.5℃ 进一步的节能幅度:△t = 150 ℃ - 92.5 ℃ = 57.5℃
(2007年4月27日在全国节能减排工作电视电话会议上的讲话)
复合相变换热器(FXH) 复合相变换热器(FXH) 一,概况
复合相变换热器:已批准为国家系列发明专利
项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 专利名称 复合相变换热器 整体热管式复合式相变换热器 热空气回流式复合式相变换热器 无压式复合式相变换热器 旁通式复合式相变换热器 旁通式复合式相变换热器 分体式复合式相变换热器 分体式复合式相变换热器 混和式复合相变换热器 带中低压蒸发器的复合相变换热器 内循环复合相变换热器 双壁温复合相变换热器 专利号 92102776.1 99226380.8 99240426.6 99240424.X 01238824.6 01105959.1 01254156.7 01131913.5 02136600.4 200710046604.X 200710046606.9 200710046605.4 申请日 92.4 99.4 99.11 99.11 01.4 01.4 01.10 01.10 02.08 07.09 07.09 07.09 专利类别 发明 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 发明 实用新型 发明 发明 发明 发明 发明 2005.06批准 2008.08批准 2008.08批准 2008.08批准 1999.11批准 2000.05批准 2000.07批准 2000.10批准 备注