為了充分利用玻璃窯爐尾氣余熱，使用熱管蒸汽發(fā)生器與熱管式空氣預熱器回收余熱，產(chǎn)生低壓飽和蒸汽與加熱二次風，達到節(jié)能的目的，本文詳細介紹了熱管蒸汽發(fā)生器及熱管式空氣預熱器的用途、特點及使用。

一、熱管蒸汽發(fā)生器回收玻璃窯爐尾氣余熱

玻璃生產(chǎn)過程中，從池窯蓄熱室、換熱室（或換熱器）出來的煙氣一般在500以下。這些煙氣可以通過熱管余熱鍋爐來產(chǎn)生蒸汽。蒸汽可用于加熱和霧化重油、管道保溫，以及生活取暖等。對于排煙量較大，溫度較高的煙氣，可通過熱管余熱鍋爐產(chǎn)生較高壓力的蒸汽（3.5MPa）用于蒸汽透平來發(fā)電，或者直接驅動透平空壓機、風機、水泵等機械。對于從工作池和供料道等處排出的煙氣，氣量少而溫度高，可以采用少量的高溫熱管（工作溫度＞650）來預熱空氣，當離爐煙氣溫度為1000～1200，空氣預熱溫度可達400～500，節(jié)油效果可達20%。在退火爐煙氣的煙道中，以及退火爐緩冷帶以后的部位都可以設制熱管換熱器以回收煙氣的余熱和玻璃制品的散熱量來預熱空氣，作為助燃空氣、干燥熱源或車間取暖等的熱源，都可以獲得很好的節(jié)能效果。

當前國內(nèi)玻璃窯爐所使用的燃料大多為重油和渣油，對于這種燃料的煙氣余熱回收應該特別注意熱管蒸發(fā)段管外的積灰堵塞問題。我們公司經(jīng)過若干年工業(yè)應用的實踐，已經(jīng)積累了保證熱管換熱器能長期運行的方法，重要的一條設計原則是防止和避免一切可能引起灰堵的因素，以及在結構上確保清洗方便。

某玻璃廠由蓄熱室排出的煙氣溫度為420，煙氣量為（標準狀態(tài)）17800m3/h，要求將煙氣溫度降到200以下，回收的熱量產(chǎn)生0.5MPa（表壓）的低壓飽和蒸汽。該余熱回收設備如下圖所示：

該設備具有如下優(yōu)越性：

煙氣側壓力降小，可以滿足工藝窯爐內(nèi)負壓的要求；

不容易積灰，設備具有熱水沖冼裝置，可以在線清冼；

管壁溫度可全部控制在煙氣露點之上，避免結露及低溫腐蝕；

可連續(xù)長期運轉，單根熱管破壞不影響設備運行；

設備成本一年內(nèi)回收。

二、用熱管式空氣預熱器回收玻璃窯爐尾氣余熱加熱冷空氣

目前回收利用玻璃窯爐尾氣余熱，達到節(jié)能的目的，已被廣大企業(yè)所認識和落實。目前回收窯爐尾氣余熱使用的設備基本是采用余熱鍋爐，而玻璃企業(yè)所使用的燃料大部分是煤氣，煤氣發(fā)生爐本身自帶水夾套，可以副產(chǎn)低壓蒸汽供生產(chǎn)生活使用，只有在吹掃煙道時，需要的蒸汽較多，需外供蒸汽加以補充。煙道吹掃結束以后，蒸汽需要量較少，這時企業(yè)為了降低運行成本，就將余熱鍋爐停開或微開。這樣大部分煙氣的余熱，還是被排空放掉了，回收利用余熱，生產(chǎn)蒸汽供生產(chǎn)和生活使用，取消外供燃煤(氣、油)鍋爐，為能完全回收窯爐尾氣余熱，達到充分節(jié)能的目的。

(1)主要用途

目前玻璃窯爐尾氣余熱一般在200~300左右,約有30~50萬大卡的熱量,回收這部分熱量用以預熱二次風冷空氣,使常溫冷空氣變成達到100左右的熱空氣,送入窯內(nèi),可以提高燃料理論燃燒溫度作用,保證必須的爐溫以加快升溫速度并能顯著節(jié)約燃料。主要用途分述如下：

1、提高燃料的理論燃燒溫度

空氣預熱后可以提高燃料的理論燃燒溫度，溫度的提高程度與燃料種類及氣體的預熱溫度有關，一般空氣預熱溫度每提高100可提高理論燃燒溫度50左右。準確數(shù)據(jù)可通過燃燒公式（2-1）計算或查表2-1。

Tli= (2-1)

式中：T1i--------理論燃燒溫度（）

Qnet---------燃料低位發(fā)熱量（KJ/Kg或KJ/Nm3）

cftf---------燃料帶入的物理熱（KJ/Kg或KJ/Nm3）

vacata-------空氣帶入的物理熱（KJ/Kg或KJ/Nm3）

Qdi----------燃料產(chǎn)物中部分CO2和H2O在高溫下熱分解反應消耗的熱量（（KJ/Kg或KJ/Nm3）

Va、V------實際空氣量和實際煙氣量（NM3/Kg Nm3/Nm3）

Cf、Ca、C---燃料、空氣和燃燒產(chǎn)物平均比熱[KJ/(Kg.)、KJ/（Nm3.）]

Tf、ta-----燃料和空氣進入燃燒室的溫度（）

2-1不同空氣預熱器溫度時燃燒的理論燃燒溫度

2、保證必需的爐溫

提高燃料的理論燃燒溫度后對提高爐溫有直接作用，爐溫t1值與理論燃燒溫度t1i的關系見式（2-2）

t1=ηgt1i()(2-2)

式中：t1i-----燃料的理論燃燒溫度（）、ηg---爐子高溫系數(shù)

燃料的理論燃燒溫度提高后爐溫亦即提高，其輻射熱量與溫度的4次方成正比，從而又提高爐子的生產(chǎn)能力。根據(jù)經(jīng)驗：空氣預熱溫度每提高100，約可提高爐子生產(chǎn)能力2%。

對使用低熱值煤氣的高溫爐來說，預熱空氣和煤氣成為必需的前提，否則將達不到加熱工藝所需求的爐溫。為達到規(guī)定爐溫所要求的空氣預熱溫度可按圖2-1或表2-1查得燃料的理論燃燒溫度值，再按（2-2）求出爐溫值。不同發(fā)熱量的低熱值煤氣為達到規(guī)定爐溫所需空氣或煤氣的預熱溫度見表2-2。

3、節(jié)約燃料

單獨預熱空氣或空氣煤氣同時預熱時，燃料的節(jié)約率按（2-3）計算。

ηj=×(2-3)

式中

ηj --------------燃料節(jié)約率(%)

Qw--------------空氣或空氣與煤氣同時預熱時得到的物理熱(KJ/Nm3)

Qy----------煙氣帶走的熱量(KJ/Nm3)

Qd---------------燃料低發(fā)熱量[(KJ/Nm3)或(KJ/Kg)]

預熱空氣、煤氣和爐料相當于直接向爐內(nèi)回收一部分熱量，對強化燃料和節(jié)約燃料有明顯效果。隨著空氣預熱溫度提高，燃料節(jié)約率亦響應增大。一般認為：每提高空氣預熱溫度100，可節(jié) 約燃料5%左右，是有效的節(jié)能手段，投資回收期短，有高的經(jīng)濟效益。

4、提高燃料效率并降低鋼材燒損

空氣預熱后由于體積膨脹使氣體流動速度加快，促使可燃物混和加強，混合物活性增加，從而能實現(xiàn)低氧完全燃燒并提高了燃燒效率。另外，在低氧燃燒情況下由于煙氣中氧含量減少，加火焰溫度有所提高，使鋼材在高溫狀態(tài)下停留的時間相應減少，從而鋼材的氧化燒損量減少。

5、減少煙氣排放量有利保護環(huán)境

（1）隨著環(huán)境保護標準的提高，不僅要求降低煙氣中的SO2和NOx的排放濃度，同時要求煙氣的總排放量也要減少，這是因為煙氣中CO2的大量排放將影響全球的大氣質量。

回收煙氣余熱可在總供熱量不變的情況下減少燃料的供給量，亦即減少了煙氣的生成量和排放量?；厥盏臒崃吭蕉啵瑒t煙氣排放量越少，對環(huán)境保護的意義就更大。

（2）熱管式空氣預熱器的特點

熱管式空氣預熱器是由具有超導傳熱元件之稱的熱管組成，它和其他形式的空氣預熱器既有如下特點：

1、傳熱性能高。

由于熱管式空氣預熱器的加熱段和冷卻段都可以帶有翅片，大大增加了擴展表面，因此其傳熱系數(shù)比普通的光管空氣預熱器要大好多倍。如圖示

2、對數(shù)平均溫差大。

由于熱管式空氣預熱器，可以方便的做到冷流體與熱流體的純逆向流動，這樣在相同的進、出口溫度就可以產(chǎn)生的對數(shù)平均溫差。

3、傳遞熱量大。

由于熱管式空氣預熱器傳熱系數(shù)和對數(shù)平均溫差大，因此，傳輸?shù)臒崃烤痛蟆峁軅鬟f的熱量是指管內(nèi)從沸騰段液體吸熱變?yōu)檎羝钠瘽摕岬侥Y段蒸汽又變?yōu)橐后w放出的潛熱量，這種吸收或放出的潛熱量是相當?shù)拇螅炔皇强肯嘧兾栈蚍懦鰸摕岱绞絺鳠崃康脑蟮枚?。特別適合在玻