当前位置: 首页> 范文大全> 计划方案>

分离式热管散热器在火力发电站热能回收上的应用

发布时间:2021-07-24 08:51:08 浏览数:

【摘要】当前火电厂发电是我国电力产业的主流形式,在创造大量财富提供公益服务的同时,也具有耗能多、污染重等诸多社会、环境问题。因此,利用分离式热管散热器可以使发电厂热能的利用效率更高、产值更好。因而,具有着广阔的市场前景和技术创新等发展空间。

【关键词】分离式热管原理热能回收火力电厂

一、火力发电存在的问题和常规思路

火力发电我国的主导发电形式,在利用煤、石油或者天然气等可燃资源经过燃烧产生大量的热量基础上,再通过一些技术手段使之转化为电能。由于具体国情等原因,利用火力发电在我国占据行业优势。但是,与此同时也存在一些问题。

(1)煤炭资源是不可再生资源,当前的诸多电厂存在着耗能多的问题。过度利用和不合理利用煤炭、天然气资源会造成我国煤炭资源的浪费,降低了煤炭资源的使用效率。水资源同样也是非常宝贵的,在发电过程中需要大量的水资源冷对汽轮机进行冷却。

(2)火力发电厂在运行中大量使用煤炭进行发电,煤炭的运输、储存以及燃烧转化电能的过程,都会对生态环境造成很大的破坏。煤炭燃烧会释放出大量的二氧化硫和氧化氮代谢物等酸性气体引发酸雨。

煤炭资源在锅炉中燃烧,会导致大量的烟气产生并排放到大气中。这是导致发电厂资源浪费以及对生态环境破坏严重的主要原因之一。烟气中大量污染物的排放直接对生态环境造成破坏,同时,大量的热能以烟气为载体被直接排放出来,导致热能大量浪费。直接降低烟气的温度,会导致烟气中的硫酸蒸汽会在低温的条件下凝结成液态,将会腐蚀低温受热面。同时,烟气温度降低导致锅炉中的受热面与工质之间的温差减小,从而降低发电的效率。因此,收集烟气中的余热,并对其加以利用,对助燃空气进行预热,有助于提高发电效率,推动产能的提高。

二、热管理论与实践

热管一种传导热量的元件,G.M.Grover在美国的LosAlamos国家实验室发明了热管。这种导热元件具有强大的导热能力,迄今为止没有任何一种金属的导热能力可以与之媲美。利用这种热管技术所制成的热管换热器,可以运用到火力发电厂中,对锅炉中的煤炭燃烧产生的烟气中的余热进行回收。

(1)热管的工作原理

热管技术的工作原理就是制造热管两端的温差,通过介质的蒸发、冷凝、回流、循环,从而带动热量快速的传导。将热管的分为两段,蒸发段和冷凝段,分别在热管的两端。首先将热管内抽成真空,再注入一定量的特定液体,热管内壁要有吸液芯。当温度很高的烟气进入热管一端,热管中的液体迅速受热蒸发,热管两端受热不均匀形成压力差,导致蒸汽流向热管的冷凝段,并在冷凝段冷凝形成液体,被热管内壁上的吸液芯吸收。液体在通过吸液芯多孔材料的毛细力作用下回流至蒸发段,再次受热蒸发。如此快速的循环往复,使热量快速的传导。

(2)热管技术的特点

由于热管具有很高的热传导性,所以将热管技术运用到换热器中可以大大提高换热效率,其优势远高于其它种类的换热器。

1.高导热性。热管技术的传热介质是液态或者气态的,在热管内部介质受到的传热阻力较小,因此热管的导热效率远高于金属,大概是金属导热元件的103~104倍。2.表面温度均匀。由于液体蒸汽在热管内快速循环,整个热管内始终处于蒸汽饱和状态,管内两端压差很小,所以热量流失的很少,整个热管能够基本保持等温的状态。3.适应高温环境。热管能够适应其它换热元件无法达到的温度环境,以目前的热管技术,热管在800℃的温度环境下,依然能够胜任热传导工作。

此外,热管技术还具有更换灵活,冷凝段与蒸发段可随时转换、使用周期长以及工作安全可靠等众多优势。

(3)分离式热管换热器

大型火力发电站一般发电量都非常大,每天都会有的烟气排放量巨大,能达到几百万立方米。

分离式热管换热器就是将热管的蒸发段和冷凝段分开,形成两个箱体。再用液体下降管和蒸汽上升管将两个箱体链接在一起。受热后的液体变为蒸汽通过蒸汽上升管将热量输送到换热器中。再利用蒸汽凝结所释放出的热量又会对冷流体进行加热,使其蒸发。冷凝的液体在重力的作用下在回流到蒸发段,如此循环往复,达到热量传导的目的。

分离式热管换热器的特点是可以适应设备大型化的需要,分离式热管散热器不需要制造大型的热管,热管紧密性强,比单管换热器更加便于制造、运输、安装分离式热管换热器已经在很多发达国家和地区中得到了广泛使用,大量的事实证明这种技术有效的减少资源的浪费,我国正着面临产业转型的初期,传统的火力发电站还大量存在,完成转变还需要时间,为了避免资源的继续浪费和减少对环境的破坏,促进类似分离式热管换热器这样的技术的普及有重要的意义。

上一篇:电厂热动系统的节能现状及具体节能技术研究

上一篇:葡萄糖液化过程产生碘淀粉反应的对策

相关范文