[實用新型]一種蒸汽換熱裝置的散熱管

無效

• 申請號: 200820076045.7
• 申請日: 2008-01-08
• 公開（公告）號: CN201152705Y
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 韓靈翠
• 申請（專利權）人: 王永昌
• 主分類號: F28D7/08
• 分類號: F28D7/08;F26B23/10
• 代理公司: 山西五維專利事務所（有限公司）
• 代理人: 楊耀田

技術領域

本實用新型涉及熱力干燥技術，特別涉及一種利用蒸汽換熱的散熱管。

背景技術

蒸汽換熱裝置是通過散熱管釋放蒸汽熱能而加熱空氣或物料的一種常用裝置，蒸汽的熱焓值主要集中在汽化熱上，其比例如表1所示。

表1：飽和水蒸汽焓值表

從表1可以看出，現有的蒸汽換熱裝置進口的蒸汽溫度不管高低，出口排出的是100℃左右的液態水。這樣才能把蒸汽中絕大部分的熱能釋放出來，成為有效熱能，用于加熱物質。但是，由于蒸汽熱能主要集中在100℃時釋放；因此，盡管進口的蒸汽溫度很高，在100℃以上時其降溫所釋放出的熱能比例很小，從而使得整體得到的平均換熱溫度并不高，可由下面的公式概算而得。

按排出100℃的熱水考慮，過熱蒸汽的熱交換平均溫度(℃)

＝(過熱蒸汽初始溫度+100)÷2×蒸汽熱焓釋放比例+100×汽化水熱焓釋放比例-----------(公式1)

例如，250℃的過熱蒸汽、能效最大時所提供的熱交換平均溫度為：

(250+100)÷2×0.076+100×0.924＝105.7(℃)

還如，過熱蒸汽為300℃時，則為：

(300+100)÷2×0.113+100×0.887＝111.3(℃)

由上述計算可見，現有的蒸汽換熱裝置無法在需要較高溫的干燥或煅燒的生產工藝中(如生石膏的煅燒)得到有效地應用。當然，使蒸汽大流量通過散熱管，也可以提高換熱溫度，但必須加粗蒸汽散熱管，即增大散熱面積與換熱空間的比例，加大煅燒設備的投入；并且煅燒設備的過熱蒸汽流量還必須與下游蒸汽使用量相近；下游使用量過小，影響熟石膏的生產量；使用量過大，經過煅燒設備的過熱蒸汽已經降壓，無法再回到原蒸汽管道中；如果沒有下游生產或生活用汽，這些從換熱裝置排出的較低溫度的蒸汽就會白白浪費。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有裝置的缺點，提供一種蒸汽換熱裝置的散熱管，這種散熱管具有換熱溫度高、蒸汽熱能可最大程度利用等優點。

本實用新型是通過以下技術方案來實現的。

一種蒸汽換熱裝置的散熱管，是將現有從進口端到出口端內截面大小一致的散熱管，改為進口端內截面面積是出口端內截面面積n倍(n大于1)的散熱管，換句話說，就是一種進口大、出口小的蒸汽換熱裝置的散熱管。

蒸汽散熱管的內截面面積縮小方式有兩種：一種是連續縮管式，一種是臺階縮管式；而n的倍數是由進口蒸汽的壓力大小所決定，壓力大時n可大些，壓力小時n就小一些；總之必須保證進口壓力總是大于出口壓力。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和有益效果。

由于散熱管管徑的逐漸縮小，可使散熱管中蒸汽壓力的衰減(它是由蒸汽熱能散發、溫度降低而造成的)變緩，因此在散熱管的末端也具有較高的壓力，從而在蒸汽溫度較高時能釋放出汽化熱的熱能來。如表2所示：

表2過熱蒸汽溫度、壓力-焓表(熱焓單位是kj/kg)

例如，140℃的蒸汽在正常壓力(0.1MPa)下的熱焓值是2756.6kj/kg，如果壓力增為0.5MPa，它的熱焓值降為589.2kj/kg，這說明增壓的過程中有2167.4kj/kg的熱能做為水化熱釋放出去了，即78.6％的蒸汽熱能在140℃時就釋放出來了。

當進口過熱蒸汽在300℃時(壓力在1.5MPa)，它通過縮管式蒸汽散熱管到達其末端時，由于內截面面積大大縮小，壓縮了蒸汽膨脹空間，從而使末端的過熱蒸汽溫度雖然在散熱管流動中降溫至140℃，但其壓力的衰減卻沒有現有蒸汽換熱裝置中的常規散熱管那樣快，仍具有0.5MPa；這樣首先根據由表2計算出壓力在0.5MPa時，過熱蒸汽從300℃降至140℃的熱焓差值：(3074.1kj/kg-2756.6kj/kg)＝317.5kj/kg，及其蒸汽熱焓釋放比例(317.5kj/kg÷2756.6kj/kg)＝11.5％，并再根據公式1計算得到的換熱溫度為：(300+140)÷2×0.115+140×0.885＝149.2(℃)。

對比前面的計算數據，本實用新型得到換熱溫度比現有的蒸汽換熱裝置高37.9(℃)；因此，本實用新型具有換熱溫度高、蒸汽熱能可最大程度利用等優點。

附圖說明

圖1為連續縮管式蒸汽散熱管的示意圖；

圖2為臺階縮管式蒸汽散熱管的示意圖。

下面通過實施例并結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

具體實施方式