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热管技术在工业余热回收中的利用

热管及热管换热器近年来在石油化工中的应用已愈来愈受到人们的重视。它具有体积紧凑、压力降小、可以控制腐蚀、一端破坏不会引起两种换热流体互混等优点。不仅提高了设备的热效率而其可靠性也大为增加，减少了停车次数。这些特点使得热管换热器在余热回收利用方面具有广阔的前景，然而作为热管本身的其他方面的特点如均温性、热流密度可变性、可变导性、可异性化等特点更加引人注意。早在70年代，国外一些研究者就已经开始注意到热管的这些特点可以在化学反应设备和原子反应堆工程中发挥重要作用，并设计出一系列的热管式反应器，这些设计的特点是：利用热管的等温性均化床层温度得到较高的转化率和收率，利用热管的可变热导特性控制反应床温度不使超温或过冷，利用热管的源汇分隔特性提高设备使用的可靠性，利用热管热流体密度可调的特点改善和强化反应设备的传热条件。应当指出的是，热管化学反应器的开发研究远比热管换热器的研究困难的多，因为涉及原料的组成、催化剂活性、停留时间等一系列因素，这就使得开发速度进展缓慢。但由于这种开发前景诱人，广大研究者始终埋头于这方面的研究并取得了良好的进展。

石油化工中加热炉余热回收

下面举出一个在石油化工生产中使用热管技术节能的典型实例如下。

某厂针对某石化企业的原蒸馏常减压炉空气预热器系统存在设备老化、泄多、检修困难、热效率低等问题，特别是目前加工进口高含硫需要进行配套改造，采用了分离式热管油-气换热器。

不同管线、不同温度和压力的常二线、常三线油分别流经分离式热管换热器的加热段，其加热段结构形式类似于固定管板式换热器热流体油走壳程，管程为热管工质，分离式热管换热器的冷凝段为翅片管束换热器，需要加热的空气流经管外，管内通过上升管与下降管与下部换热器的管程相连，形成工质循环回路。当管内具有一定真空度后，在位差的作用下，热管内部的工质不断吸收热流体油所放出的热量，通过蒸发至冷凝段冷凝，源源不断的把热量传至冷凝段加热翅片管外的空气。其特点是加热段与冷凝段可以相互独立。这样在运行过程中，即使某一单元发生意外泄漏，也只是这一小单元作为热管传热失效，不影响其他单元的换热，一般情况下也无需停车检修。以往大部分的分离式热管换热器都是采用一种热流体同时加热两种或两种以上的冷流体，冷、热流体间多为气-气换热形式，然而，将两种或两种以上的不同热流体（液体）来加热冷流体（气体），目前尚不多见。迄今为止该装置已连续运转十余年，目前仍在运行中。

什么是低温腐蚀

烟气中水蒸汽的温度是不高的，一般约为40~60度，但如果烟气中含有SO3，则与水蒸汽形成硫酸蒸汽，使烟气的温度大大提高，称为酸。（如烟气中硫酸蒸汽浓度为10%时，酸升高至190度）。燃料中的硫在燃烧时与氧化合形成SO2，其中有小部分再被氧化，生成SO3。由于空气预热器下部的烟气温度不高，壁温经常低于烟气。烟气中的硫酸蒸汽就开始凝结在预热器受热面上造成硫酸腐蚀。同时，凝结的硫酸粘附飞灰，并与受热面上的积灰起化学反应，引起积灰硬化，形成以硫酸钙为基质的水泥状物质，严重的积灰导致传热性能下降，又使管壁温度降低，凝结的酸液更多，这样就使预热器的积灰与腐蚀越加严重，造成严重的腐蚀与堵灰。低温腐蚀常发生在空气预热器上，但是当燃料含硫量较高，过量空气系数较大时，导致烟气中SO3含量较多，酸较高，在遇到给水温度较低的情况时，省煤器也有可能发生低温腐蚀。