真空爐存在的典型問題

1.管束效應(yīng)

    管束效應(yīng)廣泛存在于管殼式換熱器中，同樣，真空爐也不免于此。Nusselt早在1916 年就提出了管束冷凝換熱系數(shù)的修正關(guān)聯(lián)式。然而由于管束外冷媒( 熱媒) 的飽和溫度、表面張力等諸多性質(zhì)不同，修正關(guān)聯(lián)式也會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果被做出不同的修改。但不變的是管束效應(yīng)至今依然無(wú)法避免。

2.真空度的維持

    真空度的難以維持和管束效應(yīng)一樣，是真空鍋爐與生俱來的詬病。真空爐在穩(wěn)定工作時(shí)，內(nèi)部汽空間的蒸汽一部分要用來對(duì)換熱管束放熱冷凝成液體，一部分要用來維持真空鍋爐內(nèi)的負(fù)壓環(huán)境。一定的飽和蒸汽壓對(duì)應(yīng)了一定的飽和蒸汽溫度，維持飽和蒸汽溫度的穩(wěn)定有利于維持換熱過程的穩(wěn)定。為了維持壓力的穩(wěn)定，冷凝掉的蒸汽需要及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)來才能維持壓力的平衡。理論上，沸騰蒸發(fā)吸收的熱量與冷水帶走的熱量最終會(huì)處于平衡狀態(tài)，實(shí)際工作過程中，真空爐經(jīng)常需要外在的真空泵來維持壓力的平衡，需要控制調(diào)整燃燒熱量來維持出水溫度的穩(wěn)定。這些機(jī)械式的外在調(diào)節(jié)手段破壞了系統(tǒng)自身的平衡，不僅不能使真空爐系統(tǒng)更加穩(wěn)定，反而使換熱過程的不穩(wěn)定持續(xù)的時(shí)間更長(zhǎng)。

3.排煙損失

    如果說以上兩點(diǎn)僅存在于真空爐中，那么提高能量的利用率則是整個(gè)鍋爐研究領(lǐng)域永恒的話題。目前常用的真空鍋爐多為燃?xì)忮仩t，對(duì)于一臺(tái)保溫措施得當(dāng)?shù)娜細(xì)庹婵斟仩t，排煙損失則變成主要的能量損失。如果能對(duì)煙氣進(jìn)行冷凝，回收煙氣中的顯熱和潛熱，熱效率能提高15% 左右，煙氣溫度最低也能降至30℃左右。