超導熱管換熱技術在瀝青 加熱中的運用

1、 隨著公路事業(yè)的蓬勃發(fā)展，瀝青加熱技術也在不 斷地演變。幾十年來，作為公路設備的專業(yè) 生產(chǎn) 廠家們，一直致力于瀝青加熱技術的研究，利用 明火加熱、蒸汽加熱、電加熱、導熱油加熱等為 公 路部門提供了一系列的瀝青加熱設備，為公路 事業(yè)的發(fā)展作出了巨大的貢獻。然而，在節(jié)能高 效和注 重環(huán)保的二十一世紀，傳統(tǒng)的瀝青加熱技 術越來越不能適應公路建設與養(yǎng)護的需要。 我國 最新推出的是RJ系列節(jié)能快熱瀝青罐，利用超導 熱管加熱瀝 青的一體式節(jié)能快熱罐將瀝青加熱技 術推上了一個新臺階。 明火加熱 此種加熱方式熱 效率極低，且對環(huán) 境造成污染，是一 種基本被淘汰的 瀝青加熱方式; 蒸汽加熱 上個世紀六七十年代

2、流行的方式，該方式 熱效率太低(30%以 下)，加熱速度太慢， 環(huán)境污染較大， 設備 運行處在中、低壓狀 態(tài)，操作人員需經(jīng)勞 動保護部門專門培訓， 現(xiàn)也已基本不用; 導熱油加熱 上個世紀八十年代流 行的瀝青加熱方式， 其特點是常壓、高溫， 因而熱效率高，加熱 速度快、環(huán) 境污染小且 瀝青可被加熱到180 以下任何溫度。其缺點 是一次性投資較大且每次 加熱需整套運行， 發(fā)油 量若太小時經(jīng)濟效益不高; 電加熱 該加熱方式的特點是熱效率高，加熱速度快，沒 有環(huán)境污染，一次性投資少，但每噸瀝青加熱成 本較高; 太陽能加熱 該加熱方式節(jié)能效果好，環(huán)境污染小，但一次性 投資亦較大且只適合日照時間長、干旱少

3、雨的地 區(qū)。 以上五種瀝青加熱方式都存在有不同程度的缺點、 不是很理想的方式，尤其不適合公路班站的養(yǎng) 護 需要，因此迫切需要采用新技術加熱設備。 火道直熱式節(jié)能快熱瀝青罐性能分析 火道直熱式節(jié)能快熱瀝青罐是對以往瀝青加熱技術的一個重大突破， 它具有如下特點: 1)集儲存、預熱、加熱于一體，結構緊湊; 2)采用全封閉處理，無異味、不溢鍋; 3)升溫快，成本低，節(jié)能效果顯著，符合環(huán)保要求; 4)中間程序自動化，操作簡單，提高了工作效率; 5)占地面積小，安裝方便，流動性強; 6) 采用頂面取油方法，明顯地降低了瀝青老化程度; 7)采用了罐中罐技術，將高溫罐置于低溫罐中，進一步提高了熱效率; 超導熱

4、管概念 超導熱管的熱量從一端傳到另一端，溫差 很小，傳溫過程接近等溫，管內(nèi)工作介質(zhì) 的相變。依靠潛熱來傳遞熱量，因它傳熱 能量大，傳熱效率高，所以在石油化工、 冶金、紡織、陶瓷、鍋爐、采暖、烘烤等 行業(yè)得到廣泛應用。特別是用作余熱回收， 它能即刻把高溫熱源的熱量輸送到低溫區(qū) 域，使低溫區(qū)域的溫度升高，讓熱能第二 次做功，以節(jié)約大量的能源 超導熱管換熱技術原理 超導熱管就是一根金屬導熱管，其技術核 心在于超導熱管內(nèi)的超導物質(zhì)(見圖1)。加 熱區(qū)由于超導熱管的外部溫度大大高于熱 管內(nèi)的超導液體，因而超導液體迅速吸收 熱量氣化、氣流上升。在傳熱 區(qū)，外部溫 度低于超導氣體，超導氣體迅速傳導熱量 并液

5、化為液滴落下。如此周而復始達到傳 熱效 果，由于其熱效率極高，所以被稱為 超導熱管。 上頁圖一 下頁圖 二 超導熱管節(jié)能快熱瀝青罐工作原理 RJ系列超導節(jié)能快熱瀝青罐由罐體、爐膛、火道、 煙囪、引風機、高溫瀝青儲罐、電控柜、導熱 油 預熱系統(tǒng)和瀝青輸送系統(tǒng)組成，罐體又分為高溫 區(qū)與低溫區(qū)，如圖2所示。超導熱管在罐中按一定 的密度呈扇形排列，爐膛中的火焰在引風機的作 用下通過火道、煙道和引風機排向大氣。在火道 中， 超導熱管迅速吸收熱量并迅速傳導到高溫區(qū) 和低溫區(qū)，從而達到加熱瀝青的作用。 1 燃燒室 2 真空超導熱管 3 高溫區(qū)導熱油管柵 4 中溫區(qū) 導熱油管柵 5 導熱油膨脹槽 6 熱罐罐體

6、 7 熱瀝青貯罐 超導熱管節(jié)能快熱罐除具有火道直 熱式節(jié)能快熱罐的特點外還具有自 己獨特的優(yōu)點: 1)超導熱管不僅其本身的熱傳導效率高(可達90%以上)，而且，與火道直熱式 傳熱相比，數(shù)百根 超導熱管使其傳熱面積成數(shù)倍增加，因而整機的熱效率也 高; 2)超導熱管的使用壽命較長，從而大大延長了整機的使用壽命并減少了維修 費用; 3)預熱系統(tǒng)采用導熱油循環(huán)，與蒸汽預熱相比有兩個優(yōu)點:一是蒸汽預熱要時 時注意水位，而且 管道容易銹蝕，而導熱油預熱系統(tǒng)則不存在以上問題;二是 導熱油預熱將膨脹槽置于罐內(nèi)低溫區(qū)中， 可充分利用余熱; 4)采用頂面取油裝置，在高溫區(qū)中達到所需溫度的瀝青立即被取走，加上采 用

7、超導熱管傳熱而不 是通過火道鐵板式直接加熱及超導熱管頂端與導熱油預 熱系統(tǒng)連接起到過熱熱卸載的作用(見圖3)，因而加熱瀝青不會老化，充分保 證了瀝青的質(zhì)量; 5)該設備可大可小，制作容量為25t-500t。小則易于移動，適合公路班站及瀝 青拌和機的配套使用;大則做成固定式，適用于大型瀝青庫或瀝青中轉(zhuǎn)站，從 而克服了火道直熱式快熱罐只可制作小容量的缺陷; 技術指標比較 技術指標 超導熱管 節(jié)能快熱 瀝青罐 火道直熱 式節(jié)能快 熱瀝青罐 導熱油加 熱式瀝青 罐 加溫速度 1小時1小時2小時 平均耗煤 量 20kg30kg70kg 耗電量1kwh1kwh5kwh 每噸成本 10元15元40元 保溫性能 1/小 時 1/小 時 1/小 時 結束語 綜上所述，超導熱管換熱技術在加熱瀝青中的應 用是一個新事物，利用該技術生產(chǎn)的RJ系列