[科普中國]-窄點(diǎn)溫差

窄點(diǎn)溫差是指換熱器的最小傳熱溫差。窄點(diǎn)技術(shù)的常規(guī)做法是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)窄點(diǎn)溫差，網(wǎng)絡(luò)中換熱器的最小傳熱溫差一般等于窄點(diǎn)溫差。由于受窄點(diǎn)溫差的限制，能級(jí)較低的余熱得不到利用，或因網(wǎng)絡(luò)中存在能級(jí)較低的冷公用工程，系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用較大。

簡介窄點(diǎn)溫差也稱節(jié)點(diǎn)溫差，是換熱過程中蒸發(fā)器出口煙氣和被加熱的飽和水汽之間的最小溫差。隨著窄點(diǎn)溫差的變化，余熱鍋爐的相對(duì)換熱總面積、相對(duì)蒸發(fā)量、相對(duì)排煙溫度也隨之發(fā)生變化。當(dāng)窄點(diǎn)溫差減小時(shí)，余熱鍋爐的排煙溫度會(huì)下降，煙氣余熱回收量會(huì)增加，蒸汽產(chǎn)量也會(huì)隨之增加，即對(duì)應(yīng)著高的余熱鍋爐熱效率，但平均傳熱溫差會(huì)隨之減小，必將增加余熱鍋爐的換熱面積，制造成本增加，因此，在選擇窄點(diǎn)溫差時(shí)，應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較的合理性。若將部分或全部熱公用工程移至溫度較低的區(qū)域，余熱回收便成為可能；或?qū)⒉糠稚踔寥坷涔霉こ桃频綔囟容^高的區(qū)域，冷公用工程費(fèi)用便可減少。為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，提出多溫區(qū)窄點(diǎn)溫差的窄點(diǎn)技術(shù)。該技術(shù)將系統(tǒng)的冷、熱流體綜合曲線分成若干溫區(qū)，各溫區(qū)分別取不同的窄點(diǎn)溫差1。

窄點(diǎn)和余熱鍋爐的溫度區(qū)段余熱鍋爐中合理劃分溫度區(qū)段，是布置余熱鍋爐受熱面，最大限度利用余熱的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)時(shí)，通常余熱鍋爐入口煙溫是給定的，但是，對(duì)排煙溫度的要求，往往根據(jù)用戶的需求有兩種情況：一種是限定排煙溫度，低于或高于某一數(shù)值(或在某一個(gè)范圍之間)，另一種是不限定排煙溫度，只要求鍋爐合理，范圍內(nèi)最大限度利用余熱。

多溫區(qū)窄點(diǎn)溫差的窄點(diǎn)技術(shù)多溫區(qū)窄點(diǎn)溫差的窄點(diǎn)技術(shù)是用等燴線把冷、熱流體綜合曲線分成若干子區(qū)，在靠近冷、熱公用工程側(cè)得到兩個(gè)門檻問題，選擇小于門檻溫差的分區(qū)窄點(diǎn)溫差，將部分或全部冷、熱公用工程分別移至溫度較高或較低的區(qū)域。

多溫區(qū)窄點(diǎn)溫差方法的實(shí)施采用多溫區(qū)窄點(diǎn)溫差設(shè)計(jì)方法的代價(jià)是降低了分區(qū)中換熱器的最小傳熱溫差，從而增加了初投資費(fèi)用；得到的利益是降低了部分或全部冷、熱公用工程的生產(chǎn)費(fèi)用。因此，是否需要?jiǎng)澐譁貐^(qū)及分區(qū)窄點(diǎn)溫差取何值，需要權(quán)衡初投資和運(yùn)行費(fèi)用。

為了降低初投資費(fèi)用，除考慮溫度高低因素外，應(yīng)盡量在冷或熱流體綜合曲線的轉(zhuǎn)折處分區(qū)，因?yàn)榇颂幨悄骋换驇坠闪黧w的目標(biāo)溫度處。這樣做可以盡量避免因分區(qū)導(dǎo)致的換熱器臺(tái)數(shù)的增加。其次，應(yīng)在傳熱溫差相對(duì)較大的地方分區(qū)，這樣可維持盡可能高的傳熱溫差2。

水泥窯余熱鍋爐窄點(diǎn)溫差水泥行業(yè)工藝過程的余熱利用，是“九五”期間國家節(jié)能工作的重點(diǎn)。而利用余熱鍋爐生產(chǎn)一定品位的蒸汽和熱水，是余勢(shì)利用最有效的方式。余熱鍋爐在設(shè)計(jì)過程中，最關(guān)鍵的技術(shù)問題是在給定的條件下，如何選擇余熱鍋爐的參數(shù)及合理配置余熱鍋爐內(nèi)各換熱區(qū)段的熱力參數(shù)，以保證余熱鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

在實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)窄點(diǎn)，即：蒸發(fā)受熱段中加熱介質(zhì)和被加熱介質(zhì)間最小溫度的差值是解決上述問題的最重要的熱力參數(shù)。在水泥窯余熱鍋爐的設(shè)計(jì)中，尤其是中、低溫余熱煙氣的利用，窄點(diǎn)對(duì)鍋爐參數(shù)的選取，鍋爐內(nèi)各區(qū)段熱力計(jì)算均起著決定性作用。因此，有必要對(duì)水泥窯爐窄點(diǎn)進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上，總結(jié)出簡便的水泥窯余熱鍋爐熱力參數(shù)計(jì)算方法，作為水泥窯余熱鍋爐設(shè)計(jì)，鍋爐內(nèi)部熱力區(qū)段的劃分和受熱面布置的依據(jù)。

總結(jié)1.對(duì)多溫區(qū)窄點(diǎn)溫差的窄點(diǎn)技術(shù)，分區(qū)窄點(diǎn)溫差必須小于該區(qū)的門檻溫差。該技術(shù)不改變冷、熱公用工程的總量，但能把部分或全部冷、熱公用工程分別轉(zhuǎn)移到溫度較高或較低的溫度區(qū)，從而節(jié)省公用工程費(fèi)用。

2.多窄點(diǎn)溫差技術(shù)的實(shí)施與冷、熱流體綜合曲線的形狀有關(guān)。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

徐恒山 - 講師 - 西北農(nóng)林科技大學(xué)