[实用新型]一种蒸汽换热装置的散热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及热力干燥技术，特别涉及一种利用蒸汽换热的散热管。

背景技术

蒸汽换热装置是通过散热管释放蒸汽热能而加热空气或物料的一种常用装置，蒸汽的热焓值主要集中在汽化热上，其比例如表1所示。

表1：饱和水蒸汽焓值表

从表1可以看出，现有的蒸汽换热装置进口的蒸汽温度不管高低，出口排出的是100℃左右的液态水。这样才能把蒸汽中绝大部分的热能释放出来，成为有效热能，用于加热物质。但是，由于蒸汽热能主要集中在100℃时释放；因此，尽管进口的蒸汽温度很高，在100℃以上时其降温所释放出的热能比例很小，从而使得整体得到的平均换热温度并不高，可由下面的公式概算而得。

按排出100℃的热水考虑，过热蒸汽的热交换平均温度(℃)

＝(过热蒸汽初始温度+100)÷2×蒸汽热焓释放比例+100×汽化水热焓释放比例-----------(公式1)

例如，250℃的过热蒸汽、能效最大时所提供的热交换平均温度为：

(250+100)÷2×0.076+100×0.924＝105.7(℃)

还如，过热蒸汽为300℃时，则为：

(300+100)÷2×0.113+100×0.887＝111.3(℃)

由上述计算可见，现有的蒸汽换热装置无法在需要较高温的干燥或煅烧的生产工艺中(如生石膏的煅烧)得到有效地应用。当然，使蒸汽大流量通过散热管，也可以提高换热温度，但必须加粗蒸汽散热管，即增大散热面积与换热空间的比例，加大煅烧设备的投入；并且煅烧设备的过热蒸汽流量还必须与下游蒸汽使用量相近；下游使用量过小，影响熟石膏的生产量；使用量过大，经过煅烧设备的过热蒸汽已经降压，无法再回到原蒸汽管道中；如果没有下游生产或生活用汽，这些从换热装置排出的较低温度的蒸汽就会白白浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有装置的缺点，提供一种蒸汽换热装置的散热管，这种散热管具有换热温度高、蒸汽热能可最大程度利用等优点。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的。

一种蒸汽换热装置的散热管，是将现有从进口端到出口端内截面大小一致的散热管，改为进口端内截面面积是出口端内截面面积n倍(n大于1)的散热管，换句话说，就是一种进口大、出口小的蒸汽换热装置的散热管。

蒸汽散热管的内截面面积缩小方式有两种：一种是连续缩管式，一种是台阶缩管式；而n的倍数是由进口蒸汽的压力大小所决定，压力大时n可大些，压力小时n就小一些；总之必须保证进口压力总是大于出口压力。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和有益效果。

由于散热管管径的逐渐缩小，可使散热管中蒸汽压力的衰减(它是由蒸汽热能散发、温度降低而造成的)变缓，因此在散热管的末端也具有较高的压力，从而在蒸汽温度较高时能释放出汽化热的热能来。如表2所示：

表2过热蒸汽温度、压力-焓表(热焓单位是kj/kg)

例如，140℃的蒸汽在正常压力(0.1MPa)下的热焓值是2756.6kj/kg，如果压力增为0.5MPa，它的热焓值降为589.2kj/kg，这说明增压的过程中有2167.4kj/kg的热能做为水化热释放出去了，即78.6％的蒸汽热能在140℃时就释放出来了。

当进口过热蒸汽在300℃时(压力在1.5MPa)，它通过缩管式蒸汽散热管到达其末端时，由于内截面面积大大缩小，压缩了蒸汽膨胀空间，从而使末端的过热蒸汽温度虽然在散热管流动中降温至140℃，但其压力的衰减却没有现有蒸汽换热装置中的常规散热管那样快，仍具有0.5MPa；这样首先根据由表2计算出压力在0.5MPa时，过热蒸汽从300℃降至140℃的热焓差值：(3074.1kj/kg-2756.6kj/kg)＝317.5kj/kg，及其蒸汽热焓释放比例(317.5kj/kg÷2756.6kj/kg)＝11.5％，并再根据公式1计算得到的换热温度为：(300+140)÷2×0.115+140×0.885＝149.2(℃)。

对比前面的计算数据，本实用新型得到换热温度比现有的蒸汽换热装置高37.9(℃)；因此，本实用新型具有换热温度高、蒸汽热能可最大程度利用等优点。

附图说明

图1为连续缩管式蒸汽散热管的示意图；

图2为台阶缩管式蒸汽散热管的示意图。

下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式