傳熱操作-節(jié)能減排（化工單元操作技術(shù)課件）

節(jié)能技術(shù)一、熱泵節(jié)能技術(shù)二、熱管節(jié)能技術(shù)三、換熱器如何節(jié)能拓展知識高溫?zé)嵩碩H低溫?zé)嵩碩LWQHQL熱機(jī)高溫?zé)嵩碩H低溫?zé)嵩碩LEnQHQ0熱泵熱泵熱機(jī)熱泵是一種能使熱量從低溫物體流向高溫物體的熱移動裝置。熱機(jī)是一種熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。熱泵工作原理1、熱管定義

熱管為一封閉的管狀元件，有一管狀外殼，內(nèi)有起毛細(xì)輸送作用的管芯，管內(nèi)抽空后充以工作液體，然后封閉起來即成熱管。熱管主要特性（1）有效熱導(dǎo)率非常高。熱管傳熱主要靠工質(zhì)相變時吸收和釋放潛熱以及蒸汽流動傳輸熱量，且多數(shù)工質(zhì)的潛熱很大，因此不需要很大的蒸發(fā)量就能帶走大量的熱。（2）具有熱流密度變換能力。熱管中蒸發(fā)和冷凝的空間是分開的，因此可實現(xiàn)熱流密度變換，蒸發(fā)段可用高熱流密度輸入，而冷凝段可用低熱流密度輸出，反之亦然。（3）具有低熱阻的等溫面。熱管運(yùn)行時，冷凝段表面的溫度趨向于恒定不變。如果局部加上熱負(fù)荷，則有更多的蒸汽在該處冷凝，使溫度又維持在原來的水平上；同樣，蒸發(fā)段也存在等溫面，熱管工作時，管內(nèi)蒸汽處于飽和狀態(tài)，蒸汽流動和相變時的溫差很小，而管壁和毛細(xì)芯比較薄，所以，熱管的表面溫度梯度很小，即表面的等溫性好。熱管應(yīng)用TSC89—7/2—Ⅱ型低溫?zé)峁堋＿@些熱管等距離地排列在青藏鐵路某段的兩側(cè)，5米長埋入地下，地表外露2米，能將地下永凍土層的溫度（熱量）傳遞到路面，保持凍土的恒溫。青藏公路上的熱管余熱的種類：（1）排氣余熱溫度范圍差別很大，既有200-500℃的中溫廢氣，也有大量700℃以上的高溫氣體，例如，轉(zhuǎn)爐爐氣高達(dá)1600℃以上。（2）高溫產(chǎn)品和爐渣的余熱工業(yè)成品或半成品及爐渣廢料都有很高的溫度，一般溫度在500℃以上，例如紅焦炭、剛軋制成的熱鋼材、石油煉制中的汽油、柴油等。（3）冷卻介質(zhì)的余熱（如高溫爐窯和動力、電氣、機(jī)械等用能設(shè)備的冷卻水可達(dá)100℃左右）（4）化學(xué)反應(yīng)余熱（硫鐵礦焙燒）（5）廢氣、廢液、廢料余熱（可作燃料，標(biāo)態(tài)發(fā)熱量可觀）（6）廢汽、廢水余熱（利用顯熱可達(dá)300℃）根據(jù)余熱資源的數(shù)量和品位及用戶的需求，盡量做到能級的匹配，在符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則的條件下，選擇適宜的系統(tǒng)和設(shè)備，使余熱發(fā)揮最大的效果。余熱回收的難易程度及其回收的價值，與余熱的溫度高低、熱量大小、物質(zhì)形態(tài)有關(guān)。根據(jù)先易后難，效益大的優(yōu)先的原則，按圖3-49的順序進(jìn)行回收。其中，以數(shù)量大的高溫氣體的熱回收最為容易，效益也大。余熱利用總的原則：（1）余熱的直接利用

1）預(yù)熱空氣或煤氣

2）預(yù)熱或干燥物料

3）生產(chǎn)蒸汽或熱水

4）余熱制冷（2）余熱發(fā)電利用余熱鍋爐首先產(chǎn)生蒸汽，再通過汽輪發(fā)電機(jī)組，按凝汽式機(jī)組循環(huán)或背壓式供熱機(jī)組循環(huán)發(fā)電。（3）熱泵系統(tǒng)余熱利用途徑：換熱設(shè)備是過程工業(yè)廣泛使用的一種通用設(shè)備。其作用是：調(diào)節(jié)工藝介質(zhì)溫度；回收余熱。在化工廠中，換熱設(shè)備投資占總投資10～20％，質(zhì)量約占設(shè)備總質(zhì)量的40％，檢修工作量占總檢修工作量的60％；在煉油廠中，換熱設(shè)備約占總投資的35～40%；在電力系統(tǒng)中，換熱設(shè)備占總投資的70％；在制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器質(zhì)量占總質(zhì)量30～40％；在動力、冶金、食品、交通、家電等工業(yè)部門有廣泛的應(yīng)用。從能量守恒的角度來看，換熱器似乎只將能量從A物流轉(zhuǎn)移到B物流，沒有節(jié)能的可能，其實不然。如果換熱器回收廢熱，那么，高效的換熱器能夠盡量多地把廢熱中的熱量回收下來，就是節(jié)能，廢熱流排放到環(huán)境的熱能就減少，減輕了對環(huán)境的熱污染。減小換熱器管程和殼程流阻，就可以減小泵功率，從而節(jié)約電能。（1）混合式換熱器又稱直接接觸式換熱器

原理：利用冷、熱流體直接接觸，彼此混合進(jìn)行換熱。特點：傳熱效率高、單位容積提供的傳熱面積大、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜等。但僅適用于工藝上允許兩種流體混合的場合。常做成塔狀，例如：冷水塔（涼水塔）、造粒塔、氣流干燥裝置、流化床等。（2）蓄熱式換熱器又稱回?zé)崾綋Q熱器原理：借助于由固體（如固體填料或多孔性格子磚等）構(gòu)成的蓄熱體，與熱流體