加热方式（精选6篇）
加热方式 篇1
抽汽回热系统是火力发电厂的一个重要系统, 而其中高压加热器 (以下简称高加) 的投运方式对于机组的经济性和安全性有着很大的影响。目前大型火电机组中, 高加的启动方式主要分为两类:滑参数启动 (随机启动) 和定参数启动 (带负荷启动) 。而其中滑参数启动因为抽汽参数是随负荷的增加而变化的, 因而可使高加管板和管系均匀的加热, 相应的热应力也就减少, 所以被越来越广泛的应用。而本文作者在高加随机启动的基础上, 结合多台机组的调试运行经验, 提出一种新的高加启动方式—高加随炉启动。所谓高加随炉启动就是当锅炉点火起压后即通过主机旁路系统投入高加系统。下文即对这种高加启动方式的优点及应用情况进行阐述。
1 高加随炉启动方式的系统设计要求
要满足高加随炉启动, 在机组热力系统设计方面应略有改动, 在目前国内大型火电机组的常规设计中, 二段抽汽的抽汽口一般在高压缸排汽口和高排逆止门之间。而为了能够满足高加随炉启动的要求, 即汽轮机未进汽时高加就能进汽, 需将二段抽汽的抽汽口设计在高排逆止门之后, 抽汽系统的原则性系统如图1所示。
这种设计只是将二段抽汽的抽汽口由高排逆止门前移到了高排逆止门之后, 抽汽参数不变, 不影响汽轮机本身热力系统, 也不需要额外投资, 因此方案是可行的。
另外机组需设置两级串联旁路, 每台高加要有到凝汽器的危机疏水和到下级抽汽的正常疏水。这些目前是常规设计, 大部分电厂都能满足。
2 高加随炉启动方式的方法及注意事项
2.1 启动具体操作
高加随炉启动方式在具体启动操作方面, 确保在锅炉点火前, 高加水侧投入运行, 检查高加汽侧具备投运条件。
当再热汽起压后, 开启2号高加进汽电动门、逆止门, 事故疏水调门。2号高加开始随炉启动。同时可开启1号至2号高加正常疏水门、1号高加事故疏水门, 2号至3号高加正常疏水门、3号高加事故疏水。使得蒸汽通过正常疏水管路进入1、3号高加进行加热, 然后分别通过1、3号高加的事故疏水排入凝汽器。
这样使得1、3号高加在2号高加随炉启动的同时也能够提前缓慢均匀加热, 减少1、3号高加的热冲击, 也缩短了带负荷后1、3号高加正式投入时的时间。并且能更好的加热给水, 提高机组效率。
当需要对1、3号高加进行正式投入时 (随机启动或者带负荷启动) , 关闭1、2号高加的正常疏水门, 降低1、3号高加压力, 开启1、3号高加进汽门。当1、2、3抽压力匹配时, 开启正常疏水, 高加疏水逐级自流, 高加启动完成。
2.2 注意事项
常规设计中, 抽汽回热系统中电动门、逆止门必须汽机挂闸后才能开启。为了实现高加随炉启动, 首先要对2号高加抽汽电动门、逆止门逻辑进行修改, 既要保证2号高加抽汽电动门、逆止门在未挂闸的情况下能够开启, 又要保证在汽机跳闸、高加水位高等情况发生时能够保护关闭2号高加抽汽电动门、逆止门。还应该注意的是, 常规设计中逆止门为压缩空气驱动开启, 压缩空气都经过空气引导阀, 因此在汽机未挂闸的情况下, 逆止门没有压缩空气无法打开。为了保证随炉启动, 需要给2号高加抽汽逆止门接一路不经过空气引导阀的压缩空气气源, 并设置手动隔离门, 当机组挂闸后, 关闭该气源, 保证汽机跳闸时, 2抽逆止门能够快速关闭。
随炉启动中还应该注意:当1、3号高加要进汽预暖之前, 必须确保1、3号高加进汽电动门、逆止门关闭且严密可靠, 防止蒸汽返至汽轮机。且管道疏水必须开启, 并且在整个高加启动过程中必须控制好1、3号高加水位防止水位过高。
3 三种启动方式的综合比较
3.1 提高机组的安全性方面
高加随炉启动同高加随机启动方式一样, 都属于滑参数启动, 这样可使高加管板和管系均匀的加热, 相应的热应力减小。能够减少高加热冲击, 降低高加管口焊缝和管道受损而泄漏的可能性, 延长管材寿命。
高加滑参数启动时, 加热器压力是均匀的缓慢上升, 有利于加热器水位的控制。不会像定参数启动时加热器压力变化较快容易因此加热器虚假水位, 影响汽轮机安全性。
同为滑参数启动, 随机启动时加热器的进汽参数是随汽轮机进汽量变化, 而常规汽轮机从盘车转速到定速3000rpm时间为1h~2h, 但是此时汽轮机进汽量较小, 国产600MW机组3000rpm时进汽量约为20t/h~30t/h。进入高加的汽量就更小, 1号高加进汽压力一般为0.1MPa~0.2MPa。而高加随炉启动时, 高加进汽基本等于冷再压力, 600MW机组厂家给定的启动参数里再热汽压力为0.8MPa~1MPa。而高加进汽流量可以达到额定2抽蒸汽流量的50%。同样对于600MW机组可以达到70t/h。实际上启动时考虑到为了防止再热器干烧, 要适当控制进入高加的流量, 以保障进入再热器的蒸汽流量。因此随炉启动比随机启动高加的进汽参数和流量将更高, 更有利于高加充分预暖。
由此可见高加随炉启动方式比高加随机启动方式和高加定参数启动方式更有利于机组的安全运行性。
3.2 提高机组经济性方面
高加随炉启动更早的加热了给水温度、增加抽气量减少了冷源损失, 对机组启动阶段的经济性有很大提高。
在机组冷态启动期间, 给水温度主要靠除氧器加热。而除氧器汽源来自临机辅汽或者启动炉。受来汽参数限制, 加热后给水温度一般不超100℃。若启动炉容量小用户多, 或者炉型为直流炉需维持30%最小给水流量, 此时给水温度将更低。若此时高加能随炉启动, 当再热汽起压后, 高加投入后, 当抽汽温度大于100℃时, 就能开始对给水进行加热。而这部分蒸汽的热量得到了利用, 避免直接通过低旁进入凝汽器产生冷源损失。
以600MW机组为例, 冲转参数为再热蒸汽压力为0.8MPa, 再热蒸汽温度为360℃。若再热汽100℃时, 投入2号高加, 按照锅炉升温速率2℃/min, 则到汽轮机冲转前至少需要2h~3h。因此随炉启动要比随机启动提前2h~3h加热给水。而且由3.1节中可知, 随炉启动比随机启动的蒸汽流量更大、参数更高。
因此采用高加随炉启动方式可以比随机启动方式和高加定参数方式更加的提高启动初期机组的经济性。
结语
高加随炉启动是一种新技术, 这种启动方式既保证了高加启动的安全性, 又提高了机组启动过程中的经济性。在国家提倡节能减排的大环境下, 值得研究和大力推广。
摘要：本文结合目前大型火力发电厂的常见设计, 对高压加热器的启动方式提出了一种新的启动方式—高加随炉启动。对这种随炉启动方式的优点进行了阐述, 并且对这种启动方式的具体应用进行了研究探讨。
关键词：高压加热器,随炉启动,注意事项
参考文献
[1]虞佶.高压集热器传热系数计算[J].电站辅机, 2012 (06) .
[2]马佩庆.汽轮机抽汽流道的流量分布和压损计算[J].上海汽轮机, 1999 (03) .
[3]于淑梅.回热加热器变工况端差基准值研究[J].发电设备, 2010 (03) .
[4]李宏伟, 李继伟, 刘为民.220MW机组高加随机启动的研究与应用[C].山东省石油学会油田电力、通信及自动化技术研讨会优秀工程技术论文集, 2009.
加热方式 篇2
1、应急救援的组成及职责： 〈1〉领导组织： 总指挥：李正伟
副总指挥：孟凯、张冬冬
组 员: 周超、徐同军、满建飞、宋兵、潘叙光、孔杰、裴忠雷、袁海峰、、王维付 〈2〉职责：
1、总指挥：负责组织指挥现场的应急救援；
2、副总指挥：负责协助总指挥做好应急救援的具体指挥工作；
3、组员：在指挥部统一指挥下进行工作。
2、应急通讯：
在处理事故时，所有参与抢险抢修人员需保持通讯畅通，若发现信号不稳定或中断时，应立即运用厂内固定电话或手机及时与总指挥取得联系，并明确说明所处位置。
3、事故处理预案：
3.1停止加热步骤：关闭交换旋塞→关闭加减旋塞→关闭机焦侧分烟道吸力翻板→打开炉顶8个放散→加盖空气盖板留10MM。
3.2恢复加热步骤：关闭炉顶8个放散→打开机焦侧分烟道吸力翻板→打开交换旋塞→打开加减旋塞。3.3停止、恢复加热过程中遇到煤气爆炸着火：
3.3.1 由于设备不严密而轻微小漏引起的着火，可用湿泥、湿麻袋等堵住着火处灭火。火熄灭后，再按有关规定补好漏点。
加热方式 篇3
火力发电机组各加热器上较常见的模拟信号水位测量方式有两种, 一种是连接平衡容器, 建立参比水柱, 采用差压变送器进行测量。另一种是将容器连接至一个水位测量筒, 在测量筒上部安装一个导波雷达水位计, 采用雷达原理进行测量。
1.1 差压式水位测量装置
1.1.1 单室平衡容器
单室平衡容器结构正压侧取样管连至一个平衡容器后连入变送器正压侧, 负压侧取样管直接连至变送器负压侧。蒸汽在平衡容器中凝结, 在平衡容器和正压侧仪表管中形成一段参比水柱。当参比水柱注满时, 多余的水会从正压侧取样管溢流回被测容器内, 从而保持参比水柱水位恒定。通过变送器测得的差压值△p, 就可测出参比水柱与被测容器水位之间的高度差, 由于参比水位是恒定的, 容器水位就很容易求得。
1.1.2 双室平衡容器
双室平衡容器有多种结构, 较常见的有两种, 普通双室平衡容器和中间抽头式双室平衡容器。普通双室平衡容器包括内室和外室, 内室与负压测仪表管联通。蒸汽在外室上部冷凝, 冷凝水将外室与正压侧仪表管充满, 多余的水从内室的管口处溢流至内室, 回到被测容器内。中间抽头式双室平衡容器在普通双室平衡容器的基础上增加了一个基准杯, 水在凝汽室中凝结后流入基准杯, 建立基准水位。多余的水溢流至溢流室, 从外室下部与汽包下降管连接, 回到汽包。由于溢流室需要连接下降管, 一般仅可用于汽包水位的测量, 不在其他容器上使用。双室平衡容器是由单室平衡容器改进而来的, 优点是多余的凝结水不断回流回被测容器, 从而使平衡容器内不断有工质在流动, 对平衡容器中的工质进行加热, 从而减小平衡容器与被测容器中工质的温差, 减轻水和蒸汽密度对水位测量产生的影响, 尤其适合高温、高压容器的水位测量, 中间抽头式双室平衡容器效果尤为明显。此外, 由于被测容器内的水被引入较为平静的平衡容器, 取样口附近内的紊流不易传递至取样管道内, 可以有效减轻因被测容器内的工质波动而引起的水位波动。
2 开关量水位测量装置
加热器上常见的开关量水位测量装置主要有浮球开关。浮球开关有多种样式, 但原理都是靠浮球漂浮在水面上, 从而跟随容器中的水位上下浮动, 从而动作开关。浮球开关普遍用于发电机组的各种容器液位测量, 因其是机械式的测量方法, 可靠性较高, 常用作保护、联锁回路的触发条件。通常从容器中单独引出一个浮筒, 将浮球装于浮筒中, 便于检修、维护时进行隔离。
3 水位测量中的常见故障
3.1 差压式水位计常见故障
(1) 正压侧参比水柱不满。正压侧参比水柱不满是差压式水位计最常见的故障之一。当参比水柱不满, 甚至排空时, 测得的水位会明显偏高, 甚至超过量程上限, 且水位信号可能发生不规律的波动。导致参比水柱不满的原因有多种:容器内是正压时, 正压侧漏水;容器内是负压时, 正压侧漏气, 空气将参比水柱从汽侧取样孔顶回了容器内部;容器或变送器刚刚投运, 正压侧尚未凝结出足够的凝结水;容器内的压力突然降低, 导致部分水柱迅速蒸发甚至沸腾;平衡门内漏, 水从正压侧漏至负压测;正压侧管道内有气柱;人为操作不当, 将参比水柱误泄。黄岛电厂5号机组凝汽器水位测点曾多次因正压侧参比水柱不满而导致显示不准, 严重影响机组安全运行。经过检查, 取样管路因使用时间较长, 工作环境恶劣, 多处接头已锈蚀, 甚至管路表面部分磨损, 导致密封较差。凝汽器建立真空后, 正压侧参比水柱被凝汽器吸走, 导致水位不准。经过对部分严重锈蚀和磨损的取样管进行更换, 并对取样管路上各接头涂抹黄油进行密封处理, 水位测点已恢复正常。
(2) 负压侧取样管内有空气。负压侧取样管内有空气, 一般由于水位计投运时空气没有排净引起, 会导致测量水位偏低。如果取样管路敷设不合理 (倾斜度不符合要求、管路上存在倒U形等) , 会增大积存空气的可能。当负压侧取样管内积存空气时, 应检查管路是否有走向不合理的地方。然后通过振动取样管路的方法促使空气向上运动, 从取样口排入被测容器内。对于正压容器, 或负压容器在未投运时, 可以开排污门排污, 再开启变送器排气孔, 排出取样管内的空气。
(3) 取样管路堵塞。取样管路不同程度堵塞会引起水位测点不同程度偏高或偏低, 并可能引起波动。堵塞取样管路的物质通常是水中的杂质、沉淀, 可以开启排污门对管路进行排污。但应当注意, 不要直接通过变送器排气孔进行排污, 否则容易使排气孔堵塞。
(4) 取样管路冻结。取样管路冻结产生的现象与管路堵塞类似。对可能冻结的取样管路应良好保温, 并适当做好伴热。
(5) 取样管温度引起的测量偏差。取样管温度不均匀, 正负压侧取样管温度偏差大, 均可能因取样管中水的密度变化而导致明显的测量偏差。正负压侧取样管应平行布置并尽可能靠近, 共同保温, 以使温度尽可能相等。对取样管路进行保温、伴热时都应均匀, 防止受热不均。
3.2 浮球开关常见故障
(1) 浮球卡涩。水位浮球开关经过长时间使用后, 浮筒内壁会逐渐附着杂质而导致浮球卡涩。浮球卡涩后会使得浮球开关定值的复现性变差, 甚至使得浮球不能及时动作或复位, 影响联锁、保护的正常动作。由于浮筒一般较难拆开, 处理浮球卡涩通常是采用敲击外壳的方式促使浮球活动, 或进行排污。平时有加热器停运机会时, 重新投运前应进行排污, 及时排出浮筒中的杂质, 降低浮球开关卡涩的可能。此外, 在大修结束后, 进行水位联锁试验时, 应严格遵守相关规定, 采用实际注水方式进行传动试验, 并注意比对浮球实际动作值是否正确, 以提前发现可能存在的浮球卡涩故障。
(2) 线路故障。浮球开关的安装位置一般离被测容器较近, 容易受到高温影响而导致线路老化、氧化等, 应注意定期检查。
摘要：在火力发电机组的运行过程中, 各加热器水位参数的准确程度关系到机组的安全性、稳定性与经济性, 是非常重要的。由于汽包水位的各类分析文章较多, 在此不对汽包水位进行赘述, 本文以黄岛电厂三期国产660MW机组为例, 主要针对中间再热机组的各级加热器、除氧器、凝汽器等的常见水位测量装置进行介绍和比较, 并对常见故障和注意事项进行阐述。
加热方式 篇4
关键词：蓄热式加热炉,数值模拟,隔墙,分段换向
1 引言
伴随着大型商业模拟软件的开发与应用, 数值模拟技术在企业的研发和方案制定过程中起到越来越关键的作用, 它能使我们更深刻地理解问题产生的机理, 并对实际问题起到很好的指导作用。
目前蓄热式加热炉普遍存在于各大钢铁企业, 但在使用过程中普遍存在换向装置故障率较高;进出料炉门冒火严重;蓄热室排烟不足, 蓄热体寿命短等问题。笔者针对以上这些问题着重从炉膛结构以及换向方式两方面运用数值模拟的方法进行了对比研究, 希望能对以后的设计工作有所裨益。
2 模拟计算的数学模型
2.1 基本假设与边界条件
炉子底部假设为钢坯上表面, 钢种为普碳钢, 导热按固体边界条件处理, 设定其黑度和热流恒定, 为0.8[1]和-21kW/m2[2];炉顶和侧墙热流恒定。燃烧过程采用Fluent自带茁-PDF气相燃烧模型进行模拟。其余边界参数列于表1中。
2.2 几何计算模型
模型炉结构取自某钢厂设计生产能力为90t/h蓄热式加热炉, 炉膛尺寸为21400mm×8600mm×4082mm。钢坯规格为320mm×410mm×8000mm。考虑计算的经济性和本次模拟的需要, 选取该加热炉钢坯上部燃烧室预热段和加热段相邻的四对烧嘴 (预热段和加热段各两对) , 具体结构尺寸如下图。
2.3 守恒方程
上式中:xi为位置变量, ui为速度变量, 籽为密度, P为压强, 滋为分子粘度, 滋i为湍流粘度, h为净焓, 滓h为湍流普朗特数, Sh为化学反应和辐射源项。
2.4 控制方程
2.4.1 资-着湍流模型
上式中常数取值分别为:C1=1.44, C2=1.92, C滋=0.09, 滓k=1.0, 滓ε=1.3。κ-湍流动能;ε-湍流动能耗散率。κ、ε的值可通过求解相应的输运方程得到。
2.4.2 辐射模型
辐射传热方程:
式中:r軆为位置向量;s軆为方向向量;s軆为散射向量;a为吸收系数 (m-1) ;n为折射系数 (m-1) ;滓s为散射系数 (m-1) ;s为行程长度 (m) ;滓为斯蒂芬-波尔兹曼常数;I为辐射强度;T为当地温度 (K) ;准为相位函数;赘为空间立体角 (sr) 。
3 数值模拟结果分析
3.1 设置隔墙对温度场的影响
如图所示, 当预热段和加热段之间没有设置隔墙时, 在烧嘴喷口附近温度较低;在炉膛中部, 两炉段段炉气交织在一起, 连成一片, 形成局部的高温区域, 炉温均匀性较差;当两炉段之间设置隔墙时, 预热段和加热段的温度场出现了明显的差别, 加热段的平均炉温升高了近100℃。隔墙的设置增加了炉壁的辐射面积, 减少了加热段和预热段间的对流和辐射换热, 使加热段和预热段的炉温变得更加均匀, 加热段的高温区几乎充满了整个炉段。
3.2 换向方式改变对温度场的影响
由全集中换向和分段集中换向两种情况的温度场图可以看出, 两种换向方式下炉内的高温区域都集中在一端, 但分段集中控制的换向方式下, 炉内的温度场较为均匀, 这是因为两炉段并不是完全分开的, 高温端的炉气通过隔墙下部进入相邻炉段, 从而在一定程度上均衡了炉温。
3.3 换向方式改变对流场的影响
从图6和图7可以看出, 两种换向方式烧嘴喷出的流体引起的扰动只能波及到炉膛中部, 作为烟气出口的烧嘴所在的后半部分炉膛内流场表现的很规则, 紊乱度不强, 但是由于采用分段控制的方式, 前一段的强湍流区与后一段的弱湍流区在同一侧, 平衡了流场, 因此炉压波动也更小。
4 结束语
4.1 在炉段之间设置隔墙, 增强了各炉段流体的湍流动能和紊乱度, 加热段炉温高且炉温均匀性好, 还可以减少涡流区域有利于控制炉内气氛。
4.2 采用分段控制的换向方式, 蓄热式加热炉内能获得较均衡的温度场并起到减小炉压波动的作用。
参考文献
[1]钢铁厂工业炉设计参考资料编写组.钢铁厂工业炉设计参考资料 (第2册) [M].北京:冶金工业出版社, 1979.
加热方式 篇5
液化石油气加热是指通过液化石油气的燃烧加热保温箱内的导热油，通过导热油对沥青混合料进行热传导，从而间接提升沥青混合料的温度;电加热方式是指利用外接电源，通过电热丝的发热对导热油进行温度的提升，达到加热沥青混合料的目的。使用导热油加热可以在较低运行压力下获得较高温度，热效高，易于自动控温，对沥青加热升温均匀，速度快，可进行二次加热，是目前广泛使用的加热方式。保温箱中安装有温度自动控制器，可以根据沥青混合料的类型进行温度范围的设定，当温度低于设定温度的最低限时，将自动加热;反之，则关闭加热器，从而维持温度的恒定。
1 液化石油气加热经济性
液化石油气的主要成分为丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)等，为无色气体或黄棕色油状液体，其热值高，在日常生活中液化石油气有着广泛的应用。对于沥青混合料所需要保持的温度一般为160℃～180℃之间为最合适温度。由于火焰直接加热不能保证沥青混合料的温度均匀性，且使部分沥青老化，严重影响了沥青路面的使用寿命。因此，现在普遍使用导热油进行沥青混合料的加热，这样的加热方式不仅能够保证沥青混合料均匀受热，而且能够保证沥青在正常的老化程度内。
通过查阅相关资料可得到一般液化石油气的低热值为He=75 302kJ/m3，其密度=1.87kg/m3，在保证液化气完全燃烧的情况下，其发热值一般要高于此值。根据沥青混合料保温箱的容积为3.5m3，沥青混凝土的密度为，沥青混凝土的定压比热通过稳态热交换原理实验测得为基准，取cp=1.18kJ/ (kg·℃)，因此使保温箱内的混合料温度平均上升1℃，所需要的热量为
所需要的液化气的体积为
所需要的质量为
目前市场价格大致为10元/kg，因此使保温箱内沥青混合料温度上升1℃所需要的价格为2.42元。但是，实际燃烧过程中，液化石油气产生的热量并不能完全被沥青混合料吸收，有一部分随着烟气排除，另一部分传导给保温箱的外侧，散失在大气当中，还有一部分燃料不能完全燃烧造成能源的浪费。根据保温箱实验过程可以知道正常情况下，保温箱的热值利用率为70%。这样，使保温箱内沥青混合料温度上升1℃所需要的费用约为3.46元。由于保温箱也有温度的散失，即正常的温降为1℃/h，因此在正常的保温状态下，所需的费用大致为3.5元/h。由于液化石油气中混有其他不可燃气体，实际生产中液化石油气可燃气比例为90%左右，这样将造成费用的升高，在考虑可燃气比例的情况下，所得的费用约为F=3.9元。
2 电加热保温经济性
当有外接电源的时候可以通过电加热，进行混合料的保温。其加热方式与液化石油气加热类似，都是通过加热导热油间接加热沥青混合料。电加热的功率为P=10kW，则每小时可供热为
单位时间内，通过电加热可以被利用的总能量为
式中η1——保温箱中热量的利用率;
η2——电加热过程中电能利用率。
根据上面液化石油气加热沥青混合料时计算可得，使用外接电源加热一小时，可以使混合料温度上升为
根据目前市场中工业用电的价格大约为1元/度，由此可以折算出在沥青混合料保温箱容积装满的情况下，使混合料的平均温度上升1℃所需要的费用大约为4元。
3 两种加热方式经济性比较
从上述的计算可以看出，使用液化石油气加热在表面上更具有良好的经济性。但是，利用液化石油气燃烧加热也同样存在鲜明的缺点。
1)液化石油气是易燃易爆气体。当点火不当时会发生爆炸事故，存在一定的安全隐患。
2)利用液化石油气加热时必须配备有点火装置，点火装置性能的好坏将直接影响设备的使用性能，当连续几次点火失败后，必须停止一段时间，防止意外情况的发生。
3)燃烧后烟尘的排放将污染空气，或者说需要安装辅助的除尘设备，以免污染空气或者安装废气循环装置，合理利用废气的温度，来达到节能的目的，这样势必增加设备的制造成本。
由于上述的计算均为液化石油气充分燃烧时的热量值，实际上液化气的燃烧是否充分还与空气量有关，所需要的理论空气量可以根据液化气的组成成分进行计算。但是，实际所需要的供给的空气量必须超过理论所需的空气量，才能保证燃料充分燃烧，这样人们提出来空气过量系数的概念(空气过量系数为实际所需空气量与理论所需空气量之比)。当过小，将导致燃烧不充分，过大又会使不参与燃烧的大量冷空气吸热升温，并随烟气排出大气而带走热量，使热损失增大。因此，利用液化石油气加热时还需要控制空气的进入量，以便达到提高能源利用率。
使用外接电源对沥青混合料加热更环保。在加热过程中无废气的排放，加热过程比较缓和，对整个保温箱设备的折旧比较小，但是加热过程比较缓慢。由于电热丝已经设置在保温箱体内，无法改变其加热的速度，而液化石油气加热可以通过改变阀门大小来控制液化石油气的通入量来控制单位时间发热量，来提高加热的速度。
由于施工地段一般情况下不具备外接电源，因此在混合料运输过程中还是比较多的运用液化石油气进行加热。随着对路面质量要求越来越高，现在的养护设备都具备比较完善的系统功能，使其安全性能基本满足要求。因此，目前液化石油气加热利用的范围要比电加热更广。但是，电加热过程中也有诸多优点，尤其是符合节能环保的要求，随着技术的深入以及电力系统的普及，电加热将会有更广阔的发展。
4 结语
液化石油气加热具有速度快、适用范围广等特点，尤其适合于没有外接电源的情况下，广泛应用于现在沥青路面施工现场;电加热具有环保高效等优点，但是由于环境条件的限制不能达到普及的状况，随着电力系统的普及，电加热将会有广阔的适用空间。
摘要：在道路施工过程中, 沥青混合料的温度能够直接影响施工质量、道路使用寿命以及施工工艺的合理性。沥青混合料保温运输车可以在沥青混合料转运工程中对沥青混合料进行加热, 以保证沥青混合料合理的温度。目前常用的加热方式有液化石油气加热保温和电加热保温两种, 分析了两种加热方式的实用性及经济性, 并对比得出两种加热方式的优缺点。
关键词：沥青混凝土,保温,电加热,经济性
参考文献
[1]张翠.改性沥青混凝土搅拌保温运输设备关键技术研究[D].长安大学硕士学位论文, 2010.
加热方式 篇6
矿井井口除具有煤炭提升、人员设备进出的功能外, 还兼有进风功能。井壁一般布置有井下水泵房→地面静压水池压力排水管、地面静压水池→井下消防洒水管、地面空压机房→井下工作面的压缩空气管。 当冬季气温低于零度时, 为防止上述管道冻结、进风造成井筒内淋帮水结冰以及大冰块塌落造成井底事故, 根据国家技术经济政策, 按照井筒类型, 维护提升设备效率, 保障工作人员安全的最基本要求, 制定了GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范。规范的第13.8矿井井筒防冻条款中的第13.8.1条规定“采暖室外计算温度≤-4 ℃地区的进风立井、≤-5 ℃地区的进风斜井、<-6 ℃地区的进风平硐, 当有淋帮水、排水沟或排水管时, 应设空气加热设备。”第13.8.3条规定“热风与冷风混合后温度为2 ℃”。
空气加热机组近几年问世以来, 在矿井井口空气加热领域中被迅速普及。笔者重点阐述此技术与传统SRZ空气加热器的构造差异以及安装运行等的不同。
1 系统构造的区别
以同煤集团煤峪口矿西三风井立井井口房为例 (见图1) , 剖面图中左侧表示为SRZ空气加热器系统, 右侧表示为空气加热机组系统。
热媒蒸汽 (或高温水) 通过管道从锅炉房输至井口房外墙上布置的SRZ空气加热器的换热器管道中, 依靠其外壁缠绕的散热翅片, 与流经其周围的外部冷空气 (进风井口房为负压) 进行热交换, 加热后的空气被抽吸入立井井筒内。
1.1 SRZ空气加热器
钢管绕钢片, 管内热媒热量通过其外壁缠绕的散热翅片传至周围空气中。供热期内频繁的热胀冷缩, 使翅片与管外壁接触不紧密、松动, 增大了接触热阻。另外, 加热器安装在井口房外墙上, 一侧表面接触大气, 从外界流经翅片的空气速度较小 (仅依赖井口负压产生的室内外空气压差) , 易积灰土。以上两项原因导致传热系数大幅下降, 极大地降低了换热效率, 不能保证采暖期的供热效果。事实是矿方想另外安装热风炉, 提高入井空气温度。受到规范的制约, 对于产煤规模不大于300 kt/a的小型矿井, GB 50399-2006 煤炭工业小型矿井设计规范的第13.7.7条规定“当矿井的进风井所在地缺水, 经过技术经济比较, 可采用热风炉加热入井空气”, 而GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范第13.8矿井井筒防冻条款中, 规定使用的加热设备只有空气加热器及空气加热机组, 未出现热风炉字样。另外, 包括2台2.8 MW的热风炉配套送风机、引烟机、水浴除尘器、20 m左右的地下热风道 (断面7 m2) 等, 总投资近百万, 运行费用还要包括人工劳务费及风机、上煤、除渣、炉排减速机等的高额电费。
1.2 空气加热机组内部换热器构造
铝合金管 (导热系数远大于钢管) 外壁自带纵向散热翅片, 翅片与铝管自成一体, 不会产生翅片与管外壁之间的接触热阻。另外, 空气顺翅片纵向流动, 气体阻力小, 风机耗电少, 灰土不易积在翅片外表面上, 保证其运行过程中传热系数不下降, 且本体翅片高度远大于SRZ空气加热器的外缠绕翅片, 增大了换热面积。因此, 设备体积小, 传热系数高, 是目前技术最先进的井筒空气加热设备。
2 安装的区别
SRZ空气加热器进风窗下沿距室外地面小于1 m, 不符合GB J19-87 采暖通风与空气调节设计规范的要求。该规范第4.4.4条规定“进风口的底部距室外地坪, 不宜低于2 m, 当布置在绿化地带时, 不宜低于1 m”。另外, 室外的冷空气经过SRZ空气加热器成为热空气后, 空气密度减小, 产生向上的浮力, 同时又受到立井负压抽吸作用, 在井口房大空间形成大范围环流圈, 最后入井。如果井口负压抽吸力小于热气流升力, 就会有一部分热气流从敞口的与室外相通的天轮架上端逸出。这就把井口房整体空间加热了。室内温度被提高后, 产生温差传热, 部分热量通过维护结构, 散发至室外大气中, 用于加热井口房。由于外墙上安装的SRZ空气加热器对室外产生辐射热, 不可避免地增加了无效热损。
室外冷空气经过空气加热机组内部的换热器, 被机组风机加速排入附近井口内, 热气流无外溢。若机组兼有加热井口房的任务, 即可把其置于屋内上风向一角处的地面, 提供30 ℃的热风, 与欲进井的室外冷空气混合至2 ℃后, 短时间内送入井筒中。同时机组内壁贴附一定厚度的保温材料, 最大限度地减小了无效热损。
3 运行的区别
SRZ空气加热器本体无调节功能, 只能随热媒温度变化或手动调节加热器阀门而改变换热量, 属被动 (粗放) 调节。
空气加热机组可从其出风风量及出风温度两方面主动 (精确) 调节。机组的温感探头将空气温度变化信号反馈至控制器, 由控制器分析后发出指令。当 (昼夜) 温差变化大, 温度相对变化频繁时, 自动改变风机风量。如果温度调节幅度大 (如, 气温回暖) , 减少电动调节阀开度, 会消减热媒流量, 降低出风温度, 达到预期效果。
4 安装周期
SRZ空气加热器, 每台需配套安装供热管道、阀门、疏水器等, 最少15 d工时。
空气加热设备到货后2 d～3 d内接入供热管道、风机配电线缆, 安装、调试即可。
5 投资分析
以需加热的矿井进风量为9 000 m3/min为例, 冷空气加热耗电量为5.6 MW, 20台SRZ10X6Z空气加热器, 每台配套管道、阀门、疏水器及安装 (含土建预留窗洞) 费用, 需投入资金约25×104元。
2台空气加热机组, 出风量为111 000 m3/ (h·台) , 换热量2.8 MW/台, 风机功率30 kW/380 V/台, 每台配套管 (风) 道 (自控阀、疏水器等设备自带, 含到货及安装调试) 需投入资金约70×104元。
6 结语
尽管空气加热机组初投资是SRZ空气加热器的2.8倍, 及供热期内多出轴流风机耗电费, 但在几个供热期内, 节省下的无效热损效益会逐步抵消掉设备初投资费用。此后的供热期内, 设备的运行费用就较小。在保证供热效果的前提下, 可把井口供热成本降至最低。
笔者已将空气加热机组技术运用至山煤集团山西铺龙湾煤业有限公司主、副井及受煤坑地道通风加热工程、中煤集团山西金海洋能源集团公司南阳坡、五家沟 (2号井) 煤矿的井口房空气加热工程中, 经2008年采暖期观察, 加热效果良好, 节能显著。
摘要：介绍了空气加热机组的构造。叙述了空气加热机组与SRZ空气加热器的安装条件、运行状况、安装周期等。分析了空气加热机组与SRZ空气加热器的投资成本。实践证明, 空气加热机组加热效果良好, 节能显著。