熱管的概念最早出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代,由美國通用汽車公司Gaugler提出。60年代,美國的科學(xué)家發(fā)明了熱管換熱器,后經(jīng)過各國技術(shù)人員不斷研究改進(jìn),已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。我國于70年代開始進(jìn)行熱管研究,80年代第一臺(tái)熱管換熱器問世。目前,在我國用于余熱回收的熱管換熱器取得了良好效果,并積累了一定的使用經(jīng)驗(yàn),用于余熱回收的熱管換熱器已進(jìn)入定型生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化階段?！　」P者于1996年初對(duì)蘇南某砂輪廠的生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行了仔細(xì)研究,對(duì)各個(gè)重要環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)進(jìn)行了長時(shí)間的仔細(xì)測量,并提出了使用熱管換熱器進(jìn)行工藝流程改造的建議。

　　1原工藝流程及工藝參數(shù)

       該廠的原生產(chǎn)工藝流程如圖1、圖2所示。　　用熱電偶對(duì)各個(gè)分煙道煙氣的溫度進(jìn)行了整個(gè)過程的測量,其溫度隨時(shí)間的分布(煙氣工藝參數(shù))如圖3所示?！　榭刂瓶偀煹赖臒煔鈪?shù),將5個(gè)窯的點(diǎn)火時(shí)間相互錯(cuò)開14h,使總煙道內(nèi)的煙氣參數(shù)達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值。經(jīng)測量,流量為15240kg/h溫度為295℃。

　　2改造后的工藝流程及工藝參數(shù)

       從原工藝流程不難看出,總煙道內(nèi)的煙氣白白排出,熱量流失十分可惜。若能將這部分廢熱進(jìn)行回收,回收后的熱量用于烘房內(nèi)的坯料烘干,可取得一舉數(shù)得之功效?！　?duì)工藝流程進(jìn)行改造,在總煙道內(nèi)設(shè)置熱管換熱器便能很好地達(dá)到這一目的。改造后的工藝流程如圖4所示,煙氣余熱回收的操作參數(shù)如表1所示。

　　實(shí)踐證明,經(jīng)加熱后的空氣完全能達(dá)到烘房所要求的工藝參數(shù)。　　改造后的工藝流程具有下述優(yōu)點(diǎn):　　(1)工藝流程簡單,生產(chǎn)實(shí)際操作更加簡單?！　?2)回收廢熱,減少不必要的設(shè)備,減少設(shè)備投資及維護(hù)費(fèi)用?！　?3)回收廢熱、節(jié)約能源。　　(4)省去鍋爐后,也可減少對(duì)周圍大氣環(huán)境的污染,具有良好的社會(huì)效益。

　　3使用熱管換熱器應(yīng)注意的幾個(gè)問題(1)應(yīng)嚴(yán)格控制五個(gè)窯的工作時(shí)間。一是使總煙道的煙氣參數(shù)穩(wěn)定,使換熱器工作穩(wěn)定,得到參數(shù)穩(wěn)定的熱空氣。二是避免各分煙道的煙氣在高溫時(shí)同時(shí)匯入總煙道,使總煙道內(nèi)的煙氣溫度超過300℃。因?yàn)楸緹峁軗Q熱器采用的是碳鋼-水熱管,在300℃這樣的高溫下工作,管內(nèi)蒸氣壓力偏高,汽化潛熱降低,將使換熱器工作十分不穩(wěn)定。而高溫介質(zhì)的熱管,如聯(lián)苯、汞、鈉、硫-碘熱管尚處于實(shí)驗(yàn)階段,用于實(shí)際工業(yè)運(yùn)行還欠成熟。(2)熱管換熱器的位置應(yīng)盡量選在總煙道與烘房相鄰的地方,輸送熱空氣的管道要盡量短,并采取保溫措施,這樣可使熱量損耗降低?！　?3)本換熱器的熱管是采用螺旋形翅片來進(jìn)行換熱的,翅片間距小。雖然在設(shè)計(jì)中采用了定壁溫計(jì)算法,從理論上將熱管換熱器的每排熱管的壁溫都控制在煙氣的露點(diǎn)之上,但在實(shí)際應(yīng)用中也可能出現(xiàn)偏差,出現(xiàn)煙氣在熱管上結(jié)露,不但會(huì)吸附灰塵、結(jié)垢,出現(xiàn)灰堵,影響換熱效率,而且還會(huì)腐蝕熱管管壁,出現(xiàn)露點(diǎn)腐蝕,影響熱管使用壽命。所以,本熱管換熱器不能長時(shí)間連續(xù)使用,應(yīng)定期對(duì)熱管進(jìn)行清除灰垢,觀察露點(diǎn)腐蝕情況,合理維護(hù)。

　 　4結(jié)論隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,特別是現(xiàn)代能源形勢的需要,熱管技術(shù)正越來越廣泛地滲入到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。例如,利用熱管換熱器回收工業(yè)排氣中的余熱,用熱管或熱管換熱器移走大功率電子元件或電子儀器的散熱,利用自然能源換熱、化學(xué)反應(yīng)器的換熱等等。如果在實(shí)際應(yīng)用中能解決熱管及熱管換熱器價(jià)格偏高、高溫應(yīng)用、使用時(shí)間等問題,那么熱管技術(shù)及熱管換熱器必能在更廣泛的領(lǐng)域中推廣使用。