中国现在已成为世界上最大的煤炭消耗国.docVIP

中国现在已成为世界上最大的煤炭消耗国，2009年消耗了近30亿吨原煤资源，煤炭化石能源消耗值约占国内总能耗的64%以上，煤炭能源消耗中火力发电占47%、工业锅炉占29%、炼焦化工占16%、其他约8%。自工业革命至今，随着新材料的不断出现和燃烧技术的不断进步，大型的火力发电站锅炉的参数已从中温中压上升到目前的超超临界，单纯锅炉的燃煤热利用率一般在90%（10%左右热能以烟气排空的方式浪费）；其耗煤总量大但数量较少，由于汽轮机的能源转换效率只有40%多，使发电站总能源利用效率只有40%左右，因此电站的节能减排技术主要集中在合金材料的开发使进一步提高锅炉的蒸汽参数，谋求获得汽轮机更高进汽参数和能量转换效率。而工业锅炉分布的数量巨大但单炉容量很小，锅炉容量小于10t/h的占工业锅炉总量的66%以上，国内工业锅炉的设计效率为70-75%，而实际的平均运行效率仅为65-70%，低效率也意味着高消耗和高排放，2009年工业锅炉消耗煤炭约6亿吨，燃煤工业锅炉年排放的粉尘、SOx和CO2分别约占全国总排放量的50%、30%和25%。因此锅炉热能利用效率提高15%-20%，即达到国际上80-90%的先进水平，每年将节约近1亿吨的原煤，并因此而大量减少环境污染物的产生排放。 热管的工作原理及特性 　　热管的组件及工作原理见图1. 图1　热管的组件及工作原理图 　　从图1可见，外热源在蒸发段把热量加进去，使该段的工质蒸发，由此造成的压差把蒸汽从蒸发段驱送到冷凝段，在此，蒸汽进行凝结，并把汽化潜热释放出来传给冷源。蒸发消耗了液相工质，结果使蒸发段的液～汽分界面缩进吸液芯表面，从而造成毛细压力。该压力把凝结下来的液相工质传送到蒸发段，重新进行蒸发。为此，热管余热锅炉比普通余热锅炉提高效率50%,压降减小热管连续不断地把汽化潜热从蒸发段传到冷凝段而不烧干吸液芯。只要工质的流动通道不被阻塞，并维持足够大的毛细压力，便可不断地工作。 　　以汽化潜热方式所传递的热量，一般要比在常用的对流系统中以显热方式所传递的热量大几个数量级，因而热管尺寸虽小，所能传递的热量却很大。热管的温降等于蒸发段、蒸汽流道和冷凝段等各部分温降之和。因为热管的吸液芯结构很薄，蒸汽流的温降很小，所以其热力特性要比已经研制出来的任何已知固体导体强很多。由于热管轴向热阻小于径向热阻，所以热管的总热阻基本上是由蒸发段和冷凝段的径向热阻决定的。50%,在实现同样热能效果的前题下，前者的重量和占地空间均为后者的一半。 　　与固体导体不同，热管的特性不仅跟尺寸、形状和材料有关，而且跟结构、工质及传热率有关。并且，热管还具有若干传热限，有时还会碰到麻烦的启动力学问题。但是，热管这种高效传由于热管轴向热阻小于热元件，通过合理设计，应用到锅炉上，对节省能源起到了重要作用。 2　热管余热锅炉结构与特性 2.1　结构 　　普通的热管余热锅炉全套装置安装在一个钢制底座上，主要包括锅炉壳体、热管管束、管箱等。锅炉壳体是一个带椭圆形封头的圆筒形压力容器。热管管束受热段置于一个矩形管箱中。热管余热锅炉的结构形式有重力式热管余热锅炉、轴向沟槽吸液芯热管余热锅炉和桥式双流道热管余热锅炉。其中，桥式双流道热管余热锅炉克服了清灰不利的情况，改善了锅筒受力的条件，其简图如图2所示。 图2　桥式双流道热管余热锅炉简图