·1288 北京科技大学学报 第33卷 可变性、热流方向的可逆性以及环境的适应性等特 间相互独立，热流体与蒸汽发生区相互隔离、互不影 性.目前，热管能适应的温度范围一般为-200~ 响，即使单根或数根热管损坏，水、汽也不会进入烟 2000℃，这也是其他传热元件所难以达到的圆 气通道，不影响系统正常运行：第三，整个系统的热 热管蒸汽发生器是由若干根热管元件组合而 量输送过程不需要任何外界动力.因此，热管式换 成，其基本结构及工作原理如图1所示.热管的受 热器在余热回收方面具有装置体积小、结构简单、运 热段置于热流体风道内，热风横掠热管受热段，热管 行稳定和安全可靠等特点 元件的放热段插在水一汽系统内.热流体的热量由 3热管式余热回收技术的工艺流程及关键 热管1传给水套管2内的饱和水（由饱和水下降管 参数的确定 3输入)，并使其汽化，所产蒸汽（汽、水混合物）经蒸 汽上升管5到达汽包4，经汽水分离以后再经蒸汽 3.1热管式余热回收主要工艺流程 主控阀输出.（汽包内的水由后工序补充）这样热管 热管式余热回收系统主要工艺流程是：热管吸 不断将热量输入水套管，通过外部汽一水管道的上 收烟气携带的热量，将水转化成蒸汽并回收利用：同 升及下降完成汽一水循环，达到将热烟气降温、将水 时回收烟气中的粉尘.主要包括水冷烟道、蓄热式 转化为蒸汽的目的. 燃烧沉降室、热管式余热锅炉、清灰系统、布袋式除 尘器、风机及蒸汽蓄热器等部分.热管式余热回收 系统的主要工艺流程如图2所示. 3.1.1烟气系统工艺流程 电炉冶炼过程产生的高温烟气通过炉盖上的第 4孔排出，烟气温度为300~1300℃左右，通过水冷 式移动烟道混风降温，混风后烟气进入蓄热式燃烧 沉降室，C0等可燃物充分燃烧，大颗粒沉降，出口温 度相对稳定，烟气依次进入多级热管蒸汽发生器和 热管省煤器，热交换后烟气温度降到180℃以下，再 通过管道进入布袋除尘器净化，净化后烟气经风机 1一热管：2一水套管：3一饱和水下降管：4一汽包：5一蒸汽上 由烟囱排入高空大气中.如图3所示. 升管 3.1.2汽水系统工艺流程 图1热管蒸汽发生器基本结构及工作原理图 汽水系统主要由软水装置、热力除氧器、热管蒸 Fig.I Basic configuration and operating principle of heat pipe 汽发生器、热管省煤器、汽包、蓄热器及汽水管道系 steam-making machines 统组成.工业新水经钠离子交换器软化后进入软水 热管蒸汽发生器的设计结构，使汽一水系统的 箱，通过软水泵送入大气式旋膜热力除氧器除氧，除 受热及循环完全和热源分离，独立存在于热流体的 氧水(104℃)进入除氧水箱后通过给水泵注入余热 风道之外，不受热流体的直接冲刷：其次热管元件之 回收装置，经热交换吸热后产生饱和蒸汽进入汽包. 200- 汽包 供外网 1.6Mh 蓄热器 分汽红缸 1300℃ 08-13Mp. 原水 水冷烟道 除氧器 给水 款水系 软水站 104℃ 混风阀 混风阀 燃烧沉降室 管蒸汽发生器 热管省煤器 除尘器→可风机 <850℃ c150℃ ◆>烟气流 水流 -孩汽流 图2热管式余热回收系统工艺流程图 Fig.2 Process flow diagram of a waste heat recovery system with heat pipes北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 可变性、热流方向的可逆性以及环境的适应性等特 性［5］． 目前，热管能适应的温度范围一般为 － 200 ～ 2 000 ℃，这也是其他传热元件所难以达到的［6］． 热管蒸汽发生器是由若干根热管元件组合而 成，其基本结构及工作原理如图 1 所示． 热管的受 热段置于热流体风道内，热风横掠热管受热段，热管 元件的放热段插在水--汽系统内． 热流体的热量由 热管 1 传给水套管 2 内的饱和水( 由饱和水下降管 3 输入) ，并使其汽化，所产蒸汽( 汽、水混合物) 经蒸 汽上升管 5 到达汽包 4，经汽水分离以后再经蒸汽 主控阀输出． ( 汽包内的水由后工序补充) 这样热管 不断将热量输入水套管，通过外部汽--水管道的上 升及下降完成汽--水循环，达到将热烟气降温、将水 转化为蒸汽的目的． 1—热管; 2—水 套 管; 3—饱 和 水 下 降 管; 4—汽 包; 5—蒸 汽 上 升管 图 1 热管蒸汽发生器基本结构及工作原理图 Fig． 1 Basic configuration and operating principle of heat pipe steam-making machines 图 2 热管式余热回收系统工艺流程图 Fig． 2 Process flow diagram of a waste heat recovery system with heat pipes 热管蒸汽发生器的设计结构，使汽--水系统的 受热及循环完全和热源分离，独立存在于热流体的 风道之外，不受热流体的直接冲刷; 其次热管元件之 间相互独立，热流体与蒸汽发生区相互隔离、互不影 响，即使单根或数根热管损坏，水、汽也不会进入烟 气通道，不影响系统正常运行; 第三，整个系统的热 量输送过程不需要任何外界动力． 因此，热管式换 热器在余热回收方面具有装置体积小、结构简单、运 行稳定和安全可靠等特点． 3 热管式余热回收技术的工艺流程及关键 参数的确定 3. 1 热管式余热回收主要工艺流程 热管式余热回收系统主要工艺流程是: 热管吸 收烟气携带的热量，将水转化成蒸汽并回收利用; 同 时回收烟气中的粉尘． 主要包括水冷烟道、蓄热式 燃烧沉降室、热管式余热锅炉、清灰系统、布袋式除 尘器、风机及蒸汽蓄热器等部分． 热管式余热回收 系统的主要工艺流程如图 2 所示． 3. 1. 1 烟气系统工艺流程 电炉冶炼过程产生的高温烟气通过炉盖上的第 4 孔排出，烟气温度为 300 ～ 1 300 ℃ 左右，通过水冷 式移动烟道混风降温，混风后烟气进入蓄热式燃烧 沉降室，CO 等可燃物充分燃烧，大颗粒沉降，出口温 度相对稳定，烟气依次进入多级热管蒸汽发生器和 热管省煤器，热交换后烟气温度降到 180 ℃ 以下，再 通过管道进入布袋除尘器净化，净化后烟气经风机 由烟囱排入高空大气中． 如图 3 所示． 3. 1. 2 汽水系统工艺流程 汽水系统主要由软水装置、热力除氧器、热管蒸 汽发生器、热管省煤器、汽包、蓄热器及汽水管道系 统组成． 工业新水经钠离子交换器软化后进入软水 箱，通过软水泵送入大气式旋膜热力除氧器除氧，除 氧水( 104 ℃ ) 进入除氧水箱后通过给水泵注入余热 回收装置，经热交换吸热后产生饱和蒸汽进入汽包． ·1288·