主講：俞天蘭教授辦公室：化機樓203Email：zzyutianlan@163.comQQ:335652303Cell強化傳熱技術》2004年11月國家發展改革委員會發布的我國第一個《節能中長期專項規劃》中指出，每百萬美元的國內生產總值能耗，比世界平均水平高2.4倍，比美國、歐盟、日本、印度分別高2.5倍、4.9倍、8.7倍、0.43倍，提出的十大保障措施之六是“加快節能技術開發、示范、推廣”。過程裝備專業如何為社會做貢獻？本專業最通用的設備-換熱器強化管?保持傳熱面潔凈度?《強化傳熱節能技術》【內容組織說明】①選材的基本角度－“過程裝備運行的生產管理者”的節能技術需求，介紹生產現場比較普遍適用的強化傳熱節能技術；②80％的篇幅為最新科研成果（講義-論文集）；③結合期刊論文、專利、學位論文閱讀與撰寫的培養；④閱讀材料（教材參考文獻）：專業技術創新的實際案例講解分析、專題技術資料編寫及其過程設備方案設計計算。手段目的【教學內容】1典型過程裝備的節能分析4小時2傳熱設備內循環流態化技術4小時3旋液流態化技術及其工程應用4小時4自轉鋼絲螺旋線節能技術4小時5熱流體動力自轉螺旋扭帶節能技術2小時6斜齒平帶在線自動清洗動力學（冷模）研究2小時7斜齒平帶的對流傳熱凈強化研究2小時8自動清洗式高效蒸發器技術4小時9爐窯高溫煙氣水洗凈化余熱利用節能技術2小時【考試方式】結合課程內容做PPT專題報告（30%），期末分組討論式的面試（40%）,平時成績（30%）；提交結合課程內容的論文者可以申請免試。【建議】1、認真閱讀教材及其相關參考文獻；2、研究性的討論課（提要講解－閱讀思考關鍵點－物理概念正確運用討論－小結）

第一章典型過程裝備的節能分析1.1電廠汽輪機真空冷凝器的節能分析全國電力總的裝機容量在8億KW以上，火力發電機組70％以上，達總容量6億KW左右。發電？火力發電？鍋爐-汽輪機-真空冷凝器真空度提高1%，中小型汽輪機多發1%電。如何提高真空度？鍋爐、主機、輔機？污垢的導熱性能很差，只有鋼的1/30~1/50。1.1電廠汽輪機真空冷凝器的節能分析輔機-真空冷凝器（凝汽器）節能：在線除垢&強化管內對流傳熱系數提高傳熱效率？水垢影響傳熱系數K的計算分析1、無垢時K0的計算直排冷卻水的進出口年平均溫度分別為：18℃、30℃銅管?20mm×1mm×6000mm，流速u=2.0m/s銅管的導熱系數為91.28（W/m.k），壁厚1mm管內冷卻水的表面換熱系數按SIEDER和TAKE關聯式計算：管外蒸汽冷凝系數，按水平管束膜狀冷凝的Kern公式：

無垢時的真空度93%,即7Kpa，經查表其對應的飽和蒸汽溫度為39℃；管壁的平均溫度33.07℃；平均的管排數經分析計算取為20。2、管內有垢時K的計算同一成分的污垢的導熱系數的數值范圍很大；在不同文獻中彼此相差也比較大。中國動力工程學會編寫.火力發電設備技術手冊第四卷機械工業出版社1998.12,p94。軟質垢的導熱系數1.163-3.46(W/m.k)，取2.33(W/m.k)

表1-2不同厚度的水垢對傳熱系數K值的影響軟質水垢厚度δ(mm)0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0K(W/m2.k)33202901257623162105192817791651144413591541K下降幅度％012.622.430.236.641.946.450.356.559.153.6經濟損失“凝汽器壓力每改變1%，中壓汽輪機功率將改變1%，高壓汽輪機將改變0.8%”。水質、真空度提高幅度、電價對容量為125MW的發電機組進行效益分析：按每度電的上網價0.30元、年平均發電6000h計算，則機組的年增產為大電廠和小電廠(12MW)的效益？根據文獻[4]“在汽輪機進汽溫度不變的條件下，排汽溫度每降低10℃，裝置效率可提高3.5%左右；凝汽器壓力每改變1%，中壓汽輪機功率將改變1%，高壓汽輪機將改變0.8%”。全國電力總的裝機容量在3億KW以上，火力發電機組70％以上，達總容量2.3億KW之多。按管內水垢影響以后比潔凈無垢時的真空度平均下降的平均幅度3%、因此汽輪機功率平均下降2.5%、機組的年平均運行時間6000小時、發電效益每度0.10元計算，水垢引起的效益損失的總值可達每年34.5億元。表1-1電廠真空冷凝器污垢—清洗—運行真空度情況調查表電網電廠自備電廠株洲電廠湘

潭新電廠南

寧市電廠湖南金信公司動力廠杭州鋼鐵公司動力廠岳陽石化總廠熱電廠機組容量（MW）125（新）300(新)1212612真空度（夏）%939085真空度（冬）%97.593929393冷卻水系統循環水江水直排江水直排資江水循環水循環水污垢清洗方法膠球清洗+高壓水槍膠球清洗停

車機械清洗人工刷洗人工刷洗停

車機械清洗污垢清洗周期4天/每季度每天1次每年2次每年4次3.5天1-2個月清洗后真空度＋%0.8261088更好的解決辦法？日本實用節能機器全書編委會在《實用節能全書》中作了這樣的強調：“傳熱面上的污垢可能會使提高性能的任何嘗試都歸于零，得不到什么結果。…….就節能措施來說，對污垢進行評價和防止結垢是最大的焦點之一”。強化傳熱技術，錢頌文等在線除垢社會效益經濟效益

1.2蒸發器裝置的節能分析

蒸發器是制糖、制鹽、燒堿、食品、造紙、元明粉（無水硫酸鈉）、硫化堿、制藥、冶金（如氧化鋁生產）等生產的關鍵性工藝設備。

應用廠家數量相當多，僅廣西的糖廠就有一百多家。

由于蒸汽加熱、溶液濃縮，結垢嚴重，加熱面上往往很快（數小時—數十小時不等）就結起較厚的結晶鹽垢，使生產能力嚴重下降（一般35%以上），蒸汽消耗明顯增高。

即使造紙行業大量引進的黑液蒸發器的加熱面，也是16小時生產運行、8小時清洗，區別只不過自動切換而已

燒堿、食鹽等生產用的蒸發器一般是5-7天就需停車清洗一次。為了延長蒸發器停車清洗的周期，只好采用投資大、耗電高的強制循環泵。例如，湖南省湘衡鹽礦規模不大（十萬噸）的三效逆流鹵水蒸發裝置，采用三臺功率分別為110kW的強制循環泵，每臺循環泵價格需20多萬元，僅循環泵的電費每年就高達百萬元。但是，仍