毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

一、课题背景

能源是人类生存与经济发展的物质基础，然而随着世界经济持续、高速地发展，能源短缺、环境污染、生态恶化等问题逐渐加深，能源供需矛盾日益突出。大规模使用化石燃料至今，环境污染已经到了地球难以承受的程度^[1]。党中央提出要按照科学发展观的要求，建设节约型社会和环境友好型社会，大力发展循环经济，这些都是根据我国现阶段发展过程中面临的问题做出的战略部署。在全社会开展节能降耗工作，是全面贯彻上述战略部署的关键一环。随着经济发展和经济规模的进一步扩大，能源需求会持续较快增加。能源是当前和今后相当长一个时期内，制约经济社会发展的突出瓶颈，为缓解能源瓶颈制约，就要千方百计增加供给，但能源资源是有限的，增加供给会受到各种条件的制约，根本出路是坚持开发与节约并举、节能优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率^[2,3]。目前我国有不少玻璃生产厂，回收窑炉烟气余热使用的还是烟管余热锅炉。这种类型的余热锅炉在运行当中，出现了许多难以解决的问题热管余热锅炉，作为当代先进的玻璃窑烟气余热回收设备，正在逐步取代已落后了的烟管余热锅炉，热管余热锅炉的节能效果十分显著^[4-7]。

二、国内外应用与研究现状

首先，我国是全球第一大玻璃生产国，2004年玻璃总产量约2, 400万吨。而且仍以每年约15%的速度快速增长，世界玻璃制造中心正加速向中国转移。玻璃行业为熔铸耐火材料行业提供了稳定的市场。同时，结构调整、技术进步、质量提升和扩大出口这些影响因素促进熔铸耐火材料加速倾向于中高档化。我国浮法玻璃需求的主要矛盾正从量向质转化，高质量产品还存在结构性缺口。玻璃出口正以每年2位数的增速增长，对质量的要求显然在提高。安全和节能法规正促成深加工玻璃以每年300/a以上的速率增长，直接带动高质量平板玻璃每年以17. 5%增长^[8-10]。

玻璃熔窑能耗占玻璃工厂生产总能耗的70~80％^[11]。目前国内玻璃熔窑的热效率低，一般为10~30％，其中很大一部分热量被烟气所带走，为提高燃料利用率，在玻璃熔窑上往往设置余热锅炉产生蒸汽，供生产和生活用汽，达到节约能源消耗的目的。热管式锅炉是一种高效率的气 - 水换热器，其核心部件是热管^[12-13]。热管是在一个封闭的体系内，依靠预先装入的流体的相态变化来传递热量的传热元件。热管内是高效相变传热， 热管式锅炉传热性能优越，温度均匀性好，抗热冲击能力强，易于实现温度控制，通过改变介质和管材，可用于不同温度下的传热， 适用于不同的应用场合。热管的加热段和冷却段都是管外换热，通过合理的流速设计，设备具有自清灰效果，容易处理换热面的积灰和腐蚀，每支热管可单独进行安装更换，维护方便^[14]。

三、玻璃窑热管式余热锅炉结构原理

按照余热锅炉的结构特点，其总体结构可分为烟管型（锅壳式）余热锅炉和水管型余热锅炉两大类。烟管型余热锅炉一般包括锅壳(也可带有辅助汽水分离的锅筒)、管板、烟管、进口烟箱、出口烟箱等部件；而水管型余热锅炉是一种布置成烟道形式的水管型受热面装置，它具有单独的炉墙和构架。也称为烟道式余热锅炉，是一种较大型的余热锅炉结构。

热管余热锅炉分为两类:汽包式和水套管式前者的热管冷凝段插入汽包内，产汽量一般小于2t/h；后者的热管冷凝段插入套管内，许多套管由上下联箱连接成一片片管束，再通过蒸汽引出管连至汽包，产汽量一般大于2t/h^[15]。玻璃窑烟气余热量较大，多使用水套管式余热锅炉。这种类型的锅炉采用自然水循环工作原理，自然循环的推动力是由下降管中液体静压与水套管、上升管中液体静压之差产生的，此推动力称为运动压头，运动压头的大小取决于饱和水及饱和蒸汽的密度、上升管中的含气率和热管余热锅炉的水循环回路高度^[16]。在余热锅炉的结构布置上，要尽可能提高水循环回路高度，这个高度至少在2m以上另外整个循环系统应尽量减少弯头，从而减少循环阻力，下降管中流的是水，而上升管中有部分蒸汽，所以上升管截面积应比下管截面积大余热锅炉的水汽循环还要有足够大的循环流速和循环倍率循环流速最小不能小于0.2m/s，循环倍率应大于30^[17]。

四、热管式余热锅炉的特点^[18-20]