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熱管余熱鍋爐在低溫發電中的應用

隨着窯外分解技術的出現,水泥生產的單機產量大幅度提高,熱耗下降。但其燒成系統的排煙熱損失仍占其熱耗的40%左右。目前,歐美、日本對SP/NSP窯低溫發電的研究早已達到了實用化程度,而我國在這方面的研究則剛剛起步。本文將對低溫發電所用余熱鍋爐的選擇做一探討。

　　低溫發電用鍋爐有三類:立式余熱鍋爐、臥式余熱鍋爐、熱管余熱鍋爐。前兩種鍋爐為常規的余熱鍋爐,這裡重點介紹熱管余熱鍋爐。

在“八五”科技攻關“85-518-01”低溫余熱發電課題中,我們所採用的熱管余熱鍋爐與上述幾種余熱鍋爐又有所不同。為了更多地利用廢氣低溫的能量,在熱力系統中,採用了兩相流螺杆膨脹機發電(詳見圖2)。

由熱管余熱鍋爐產生2.7MPa,228℃的水及水蒸汽(80%熱水,20%水蒸汽)引入螺杆膨脹機膨脹作功,推動螺杆機發電機組發電。出螺杆機的汽水壓力為0.45MPa,經擴容分離器分離出的水送回鍋爐,蒸汽引入汽輪機發電。出鍋爐煙氣溫度140℃以下。

    對於4000KW燃氣發電機組，燃氣燃料的能量只有約35%被髮電機組轉化為電能，30%—35%隨高溫煙氣排出（排煙溫度達550℃），20%—25%被髮電機冷卻水帶走，通過機身散熱等其他損失占10%，排氣余熱和冷卻水損失的能量比有用能量還多。占燃氣發電機燃料近35%熱能的煙氣余熱資源基本上被白白浪費掉。我公司針對這一工況，充分利用燃氣發電機組煙氣余熱，安裝NZG型燃氣發電機組配套的熱管式余熱鍋爐，產生的蒸汽帶動汽輪機組二次發電。使燃料資源得到了充分利用，環境得到有效保護，實現了企業的節約發展、清潔發展和可持續發展，創造了良好的經濟、環保和社會綜合效益。

熱管余熱回收裝置特點 

1．傳熱效率高，節能效果顯著。由於熱管內部是真空的，管內工質汽、液相變傳熱的熱阻很小，具有很高的導熱能力。 

2．安全可靠可長期連續運行。常規余熱回收設備一般都是間壁式換熱，冷熱流體分別在器壁的兩側流過，任何一根管壁損坏都會造成洩漏，甚至停產。而由熱管組成的熱管余熱回收裝置，則是二次間壁換熱，即熱流體的熱量要通過熱管的加熱段的管壁和冷凝段的管壁才能傳到冷流體，而熱管一般不可能在加熱段和冷凝段同時破坏，所以，大大增強了設備運行的可靠性。 

3．管壁溫度可調，通過調整熱管冷熱段換熱面積改變熱管表面工作溫度，避免酸露點腐蝕。 

4．清灰方便。該裝置兩側設有快開清灰門，清灰方便。

5．熱管余熱回收器單支熱管可更換。