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摘 要

随着我国在工业化进程中的更进一步，工业生产消耗了大量能源，使得国内资源短缺的形势更加紧张。在这个阶段，我国现有的能源必然满足不了自身的发展需求，在国家大力推进节能环保政策的国情下，烟气余热回收对改善我国目前能源现状具有重大意义。本文首先对选题的研究背景及研究内容进行介绍，然后详述了热管的运作原理和应用优点，并着重说明了分离式热管的创新和优势及其换热器在工程上的实际应用，本文以该种换热器在大型高炉热风炉上作为空气预热器的使用情况为例，主要叙述了在该种应用实例下换热器的设计过程和设备实际运行时可能面对的问题。根据本文得出的数据而言，该换热器余热回收量大，投资本金回流时间快，技术上可行，经济收益很高。

关键词：大型高炉 热管 分离式热管

Design of separate heat pipe heat exchanger for large blast furnace hot blast stove (air)

ABSTRACT

Our country goes further in the process of industrialization, however, industrial production consumes a lot of energy, which makes the situation of domestic resource shortage more tense. At this stage, China's existing energy will not meet its own development needs. Under the national conditions of vigorously promoting energy conservation and environmental protection policies, flue gas waste heat recovery is of great significance to improve China's current energy situation. This paper first introduces the research background and research content of the topic, then describes the operation principle and application advantages of the heat pipe, and focuses on the innovation and advantages of the separated heat pipe and the practical application of the heat exchanger in the project. This paper takes the use of the heat exchanger as the air preheater on the large blast furnace hot blast furnace as an example, mainly describes the application examples in this kind of heat pipe The design process of the lower heat exchanger and the problems that the equipment may face in actual operation. According to the data obtained in this paper, the heat exchanger has large amount of waste heat recovery, fast return time of investment principal, feasible technology and high economic returns.

Key words:large blast furnace;heat pipe;separate heat pipe

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究内容及意义 2

第二章 高炉热风炉烟气余热回收情况 3

2.1 应用前景 3

2.2 烟气特点 4

2.3 烟气余热回收装置 4

第三章 分离式热管换热器 6

3.1 热管 6

3.1.1 运行方式 6

3.1.2 热管的发展 7

3.2 分离式热管换热器 8

3.2.1 热管换热器概述及特点 8

3.2.2 分离式热管工作原理 9

3.2.3 分离式热管技术实际应用 10

第四章 分离式热管换热器设计计算 11

4.1 初始参数 11

4.1.1 热侧流体基本参数及其烟气成分 11

4.1.2 冷侧流体基本参数 11

4.1.3 热管的具体参数 12

4.2 热力计算过程 12

4.2.1 传热量Q计算 12

4.2.2 空气出口温度计算及对数平均温差 13

4.2.3 确定迎风面积及迎风面管数 14

4.2.4 计算总传热系数 14

4.2.5 计算加热侧传热面积 17

4.2.6 需要热管总数 18

4.2.7 热管排数 18

4.2.8 换热器压降 18

4.3 效益计算 19

第五章 换热器设计难点 21

5.1 设计难点 21

5.2 解决方法 21

结论 22

参考文献 23

致谢 25

第一章 绪论

1.1 研究背景

自我国实行对外开放的经济政策后，国有资本及民营企业发展迅速，社会生产力得到极大的提升，社会经济得到进一步发展，我国在工业化进程中更进一步，然而工业生产消耗了大量能源，使得国内资源短缺的形势更加紧张。国内能源的供求矛盾显著突出，一方面工业生产活动的不断扩大加剧了能源的消耗，另一方面又因我国能源有限而不得不节约能源开支。相关研究表明，若维持目前的能源使用速度，百年后我们的后代将面临无能源可用的困局。我国能源困局的原因主要有以下几点：

(1)能源储量大但人均少。

中国“地大物博，矿产丰富”，化石能源储量巨大。巨大的国土面积使我国各种能源的储藏量都非常丰富，从总体上看，我国能源储量巨大，不存在能源危机问题，但我国庞大的人口基数导致人均占有量和消费量都不能达到世界平均水准。除此之外，我国的资源分布在地区上也不平均，同一种资源在不同地区的储藏量常常相差很大。

(2)结构不合理，煤炭资源的依赖性严重^[1]。

我国煤炭消费量巨大，位居世界首位。在我国现有的能源体系中，90%为传统化石能源，而水电等新能源只占7%左右，与世界能源结构差距较大，由此看出煤炭在中国发展的未来几年，将长期保持中国基础能源的地位。

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