能源利用、換熱器及節(jié)能與余熱回收系統(tǒng)

換熱器理論與分析北京交通大學(xué)能源利用、換熱器及節(jié)能余熱回收系統(tǒng)

TheEnergyUtilization,HeatExchangersandExhaustHeatRecovery北京交通大學(xué)賈力北京交通大學(xué)我國(guó)的能源現(xiàn)狀能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)世界第二大能源生產(chǎn)國(guó)第二能源消費(fèi)國(guó)，能源自給率為94%2.數(shù)量巨大大約一次能源消費(fèi)總量20多億噸標(biāo)準(zhǔn)煤結(jié)構(gòu)以煤炭為主,大約占67％北京交通大學(xué)3.人均水平低

大約人均一次能源消費(fèi)量1.08噸油當(dāng)量世界平均水平1.63噸油當(dāng)量（66％）美國(guó)人均8.02噸油當(dāng)量（13.4%）日本人均3.82噸油當(dāng)量（28.1%）4.存在的問(wèn)題

資源不足、供應(yīng)壓力大環(huán)境保護(hù)矛盾突出效率低、技術(shù)落后北京交通大學(xué)能源政策立足國(guó)內(nèi)，增加能源供應(yīng)節(jié)能優(yōu)先，堅(jiān)持節(jié)能首位優(yōu)化結(jié)構(gòu)，發(fā)展?jié)崈裟茉春涂稍偕茉矗貏e是生物質(zhì)能源保護(hù)環(huán)境加強(qiáng)國(guó)際合作能源消費(fèi)水平在一定程度上反映了社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平和國(guó)民生活質(zhì)量北京交通大學(xué)北京交通大學(xué)北京交通大學(xué)能源的利用分為直接利用和間接利用兩類(lèi)。

直接利用：指能源直接用于工業(yè)生產(chǎn)中的冶煉、加熱、蒸煮和烘干等，以及生活中的采暖和熱水供應(yīng)等。間接利用：是指將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能或進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電能。

無(wú)論能源的直接利用還是間接利用，換熱器具有重要作用。北京交通大學(xué)節(jié)能的法律解釋?zhuān)杭訌?qiáng)用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施，減少?gòu)哪茉瓷a(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，更加有效、合理地利用能源。關(guān)鍵環(huán)節(jié)：過(guò)程、工藝合理；用能合理；余熱、余能有效利用。在節(jié)能過(guò)程中換熱器的作用十分關(guān)鍵，不可替代北京交通大學(xué)換熱器工程中將某種流體的熱量以一定的傳熱方式傳給另一種流體的設(shè)備，稱(chēng)為熱交換器，或換熱器。一般有兩種溫度不同的流體參與。換熱器的作用

1換熱器是主要工業(yè)領(lǐng)域的通用設(shè)備；

2換熱器是能源利用和節(jié)能的有效設(shè)備；

3換熱器是供熱、空調(diào)、制冷設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備；

4換熱器是動(dòng)力機(jī)械的重要冷卻設(shè)備；

5換熱器是電子、航天、艦艇等領(lǐng)域的重要設(shè)備。北京交通大學(xué)換熱器的分類(lèi)分類(lèi)簡(jiǎn)介

1按用途分：預(yù)熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器等

2按材料分：金屬、陶瓷、塑料、石墨、玻璃等

3按溫度狀態(tài)分：穩(wěn)態(tài)換熱器：熱流大小及指定區(qū)域內(nèi)溫度不隨時(shí)間變化非穩(wěn)態(tài)換熱器：傳熱面上熱流和溫度隨時(shí)間變化

北京交通大學(xué)按傳熱方式分類(lèi)：間壁式：冷熱流體間有一固體壁面，兩種流體不直接接觸，熱量通過(guò)壁面進(jìn)行傳遞。

混合式（直接接觸式）：冷熱流體直接接觸進(jìn)行換熱。如冷水塔、洗滌塔等。蓄熱式：兩種流體交替地與壁面接觸，熱流體流過(guò)時(shí)，將熱量存儲(chǔ)在固體壁內(nèi)，溫度升高；當(dāng)冷流體流過(guò)時(shí)，壁面放熱溫度下降。北京交通大學(xué)常用類(lèi)型的間壁式換熱器

1沉浸式換熱器一般由直管或彎管組成傳熱面。將管子沉浸在流體的容器內(nèi)。

北京交通大學(xué)2噴淋式換熱器

冷卻流體直接噴淋在管外表面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于清潔，換熱系數(shù)比前者高北京交通大學(xué)3套管換熱器采用同心套管作為換熱元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于高溫、高壓介質(zhì)。流體阻力大，體積大，耗金屬。北京交通大學(xué)4管殼式換熱器

由管殼和管子組成。適用最廣。可以有多個(gè)回程。北京交通大學(xué)

5常用緊湊式換熱器

1）螺旋板換熱器三個(gè)平板按阿基米德螺線(xiàn)組成兩個(gè)流通通道。北京交通大學(xué)

2）板式換熱器流通通道。波紋板疊加組成北京交通大學(xué)3）板翅式換熱器板間布置翅片板，在通道中布置。北京交通大學(xué)板式換熱器高效緊湊式換熱器是合理利用與節(jié)約能源的關(guān)鍵設(shè)備，板式換熱器做為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低的高效換熱設(shè)備在實(shí)際工程中得到廣泛推廣最初在化工、食品領(lǐng)域，后來(lái)在很多行業(yè)使用上世紀(jì)60年代國(guó)內(nèi)開(kāi)始使用板式換熱器80年代得到迅速發(fā)展近年在制造設(shè)備、換熱技術(shù)和節(jié)能系統(tǒng)等方面得到很大的提高如可拆式、全焊式、釬焊式、板殼式等，并發(fā)展至換熱裝置、機(jī)組或成套系統(tǒng)，如蒸發(fā)裝置、熱泵裝置、制冷裝置、熱力機(jī)組、催化重整裝置、燃?xì)饫淠厥昭b置等。北京交通大學(xué)板式換熱器的特點(diǎn)：采用復(fù)雜流道設(shè)計(jì)，低雷諾數(shù)誘發(fā)湍流，換熱系數(shù)高；高比表面設(shè)計(jì)，體積和占地面積??；介質(zhì)適應(yīng)性好；接近全逆流換熱，對(duì)數(shù)平均溫差大；末端溫差小；安裝、維護(hù)、維修方便。重要問(wèn)題：溫度、壓力和流體中固體顆粒受到限制，需要特殊處理手段。北京交通大學(xué)板式換熱器在供熱、空調(diào)和生活用水中的應(yīng)用供熱系統(tǒng)、生活用水換熱站北京交通大學(xué)空調(diào)系統(tǒng)的板式換熱器北京交通大學(xué)

冰蓄冷系統(tǒng)的板式換熱器通過(guò)板式換熱器實(shí)現(xiàn)冷量交換北京交通大學(xué)板式換熱器在食品、飲料等行業(yè)中的應(yīng)用利用蒸汽通過(guò)板式換熱器對(duì)食品等進(jìn)行加熱消毒、干燥等北京交通大學(xué)板式換熱器在食品、飲料等行業(yè)中的應(yīng)用通過(guò)加裝隔板，板式換熱器可以實(shí)現(xiàn)三種流體換熱牛奶的巴氏殺菌、牛奶的熱回收和冷卻北京交通大學(xué)板式換熱器在化工等行業(yè)中的應(yīng)用硫酸制備中硫酸制備過(guò)程是個(gè)強(qiáng)放熱過(guò)程，在空氣干燥器液體出口、中間吸收塔出口和最終吸收塔出口利用板式換熱器冷卻液體北京交通大學(xué)制堿工業(yè)中一般采用鈦板式換熱器北京交通大學(xué)在冶金、石油等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用冶金行業(yè)：爐體冷卻；軋輥潤(rùn)滑液冷卻；電解液的加熱與冷卻；噴淋液的冷卻。特點(diǎn)：溫度高、腐蝕性小、壓力低、流量大。北京交通大學(xué)石油、化工行業(yè)中海洋石油平臺(tái)的換熱設(shè)備；海水淡化；煉油工藝的原油加熱潤(rùn)滑油冷卻；水－水換熱、北京交通大學(xué)板式換熱器在余熱回收中得到廣泛應(yīng)用余熱一般指工藝或工業(yè)過(guò)程排放的的煙氣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱、可燃廢氣余熱和高溫產(chǎn)品余熱等；化工、石油化工、建材、輕紡、冶金、動(dòng)力、食品、造紙、電子電器等行業(yè)，在生產(chǎn)中有大量的熱能直接排空；余熱的開(kāi)發(fā)利用是節(jié)能的重要領(lǐng)域；余熱利用需要考慮換熱設(shè)備的特點(diǎn)；高效換熱器是合理利用與節(jié)約能源的關(guān)鍵設(shè)備，各種類(lèi)型的換熱器和換熱系統(tǒng)機(jī)組是余熱回收系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備

北京交通大學(xué)板式換熱器在紡織印染中的應(yīng)用

利用板式換熱器回收染色廢水中的余熱：利用染色后高溫廢水加熱染色用給水廢水溫度由80℃

降到25℃

染色用水由20℃

升高到70℃

。北京交通大學(xué)北京交通大學(xué)焦化廠(chǎng)利用板式換熱器回收噴灑氨水冷卻焦?fàn)t煤氣的余熱

焦?fàn)t煤氣用氨水噴灑進(jìn)行冷卻，噴灑的氨水具有較高的溫度；由氨水循環(huán)泵加壓送往板式換熱器加熱二次采暖循環(huán)熱水，使其從60℃升到80℃左右；二次循環(huán)熱水由余熱回收循環(huán)水泵送往生活樓供采暖用。

北京交通大學(xué)1-補(bǔ)給水泵2-壓力繼電器3-余熱回收循環(huán)水泵4-氨水冷卻器5-集氣罐6-氣液分離器7-沉清槽8-氨水中間槽9-氨水循環(huán)泵10-熱用戶(hù)11-電磁閥

北京交通大學(xué)焦化場(chǎng)軟水回收系統(tǒng)焦化系統(tǒng)中蒸汽系統(tǒng)中滲入油類(lèi)物質(zhì)，軟水系統(tǒng)不能直接回到加熱系統(tǒng)，需要對(duì)軟水進(jìn)行有效回收。中壓。低壓水在擴(kuò)容器進(jìn)行壓力變換，產(chǎn)生的蒸汽直接引入鍋爐系統(tǒng)回用；飽和水通過(guò)板式換熱器降溫后通過(guò)活性炭濾油，通過(guò)回?zé)崞骱屠鋮s器組成余熱回收裝置。北京交通大學(xué)北京交通大學(xué)板式換熱器在電廠(chǎng)、熱電聯(lián)產(chǎn)等中的應(yīng)用

利用電廠(chǎng)冷凝水的余熱建造了一座采暖供熱站板式換熱器的一次循環(huán)回路為電廠(chǎng)的冷凝水二次循環(huán)回路是采暖供熱熱水北京交通大學(xué)北京交通大學(xué)板式換熱器在造紙機(jī)、密閉罩排氣熱回收中的應(yīng)用

北京交通大學(xué)板式換熱器在造紙廠(chǎng)蒸煮中的余熱回收

1-平底噴放鍋2-旋漿分離器3-噴射冷凝器4-污熱水過(guò)濾機(jī)5-板式換熱器6-熱水槽7-熱水泵8-污熱水泵9-中間槽

10-污熱水噴射泵

11-污熱水槽

北京交通大學(xué)北京交通大學(xué)板式換熱器用于排煙脫硫裝置的余熱回收

1-燃燒爐

2-煙道

3-煙囪

4-噴淋裝置

5-