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吉林省辰光节能环保技术有限公司

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复合相变换热器项目简介

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专利发明人： 杨本洛教授

吉林省辰光节能环保技术有限公司 ：技术总监

吉林省辰光节能环保技术有限公司是一家高科技节能环保公司，是“合同能源管理”的服务性企业。主要从事节能环保产品的研发和技术推广，拥有节能减排改造技术和系列专利产品（发明专利 3 项、实用新型专利 6 项），其中复合相变换热器技术及装置荣获“国家技术创新优秀项目”奖、“国家重点新产品”证书。复合相变换热器技术与装置是老旧锅炉改造和新型锅炉建造中能够降低消耗、提高资源利用率、减少污染、有利于环境保护的新兴节能技术。在“降低锅炉排烟温度，避免烟气低温腐蚀前提下，提高锅炉热效率，有效节约能源，发展循环经济”方面，有着目前其他技术不可代替的独特优势。

发明专利证书

已获国家批准的相关系列专利

项目 专利名称 专利号 申请日 专利类别 授权日1 复合相变换热器 92102776.1 92.4 发明  

2 整体热管式复合式相变换热器 99226380.8 99.4 实用新型 1999.11

3 整体热管式复合式相变换热器 99240426.6 99.11 实用新型 2000.05

4 无压式复合式相变换热器 99240424.X 99.11 实用新型 2000.07

5 旁通式复合式相变换热器 1238824.6 O1.4 实用新型 2002.03

6 旁通式复合式相变换热器 1105959.1 O1.4 发明 2003.11

7 分体式复合式相变换热器 1254156.7 O1.1 实用新型 2002.08

8 分体式复合式相变换热器 1131913.5 O1.1 发明 2003.04

9 混和式复合相变换热器 2136600.4 02.08 实用新型 2005.06

10 带中低压蒸发器的复合相变换器 200720075135× O7.12 实用新型 2008.08

11 双壁温复合相变换热器 2007200751379 O7.12 实用新型 2008.08

12 内循环复合相变换热器 2007200751364 O7.12 实用新型 2008.08

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杨本洛教授已出版著述● 经典热力学中若干基本概念的探讨 科学出版社， 1996

● 流体运动经典分析 科学出版社， 1996

● 理论流体力学的逻辑自洽化分析 上海交通大学出版社， 1998

● 自然哲学基础分析 —— “相对论”的哲学和数学反思 上海交通大学出版社， 2001

● 湍流及理论流体力学的理性重构，宏观力学的哲学和数学反思（第一卷） 上海交通大学出版社， 2003

● 自然科学体系的历史性和全局性梳理 上海交通大学出版社， 2004 第一版， 2008 第二版● 量子力学中的形式逻辑与物质基础探析 —— 现代自然科学基础的哲学和数学反思（上中下三卷） 上海交通大学出版社， 2006

● 电磁场理论形式逻辑分析 上海交通大学出版社， 2009

● 两类“相对论”形式逻辑分析 上海交通大学出版社， 2010

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被列为《国家重点新产品 》

荣获国家经贸委 “《 九五”国家技术创新优秀项目》奖

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国家重点新产品证书

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2007 年 3 月中国工程院上海院士中心在上海科学会堂召开了“复合相变换热器在锅炉上的应用”专家研讨会。上海院士中心主任、上海交大原校长翁史烈院士亲自主持该研讨会。

2000 年 12 月，受国家经贸委委托，由中科院院士刘高联、工程院院士秦裕琨等专家组成的坚定委员会，对复合相变换热器技术与装置进行了严格的国家级审查和鉴定。

国家级鉴定评述

“ 经查新，该技术将壁面温度作为一个锅炉基本设计参数方面，未见类似报道，是相关设计理念上的一次创新。” “ 复合相变换热器作为锅炉尾部热交换装置，其最低壁面温度整体可控可调，并可在保证受热面不结露的前提下降低排烟温度。有效提高设备热效率和防腐能力。” “ 建议今后将此技术进一步在锅炉、工业窑炉以及石油化工等行业的换热设备上推广应用，同时在壁面温度自动控制方面，尤其在大型电站锅炉的应用上提高自动化水平。” “综上所述，复合相变热器技术的研究与装置的研制是成功的。尤其在避免烟气低温腐蚀的前提下提高锅炉的热效率方面，该技术为，国内外首创 处于国际领先水平。” ——摘自国家级《鉴定证书》

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复合相变换热器的四大亮点

● 节能——能使锅炉热效率稳定提高 1.5 ％～ 10 ％。 （降低能耗、提高吨煤产汽率、增加锅炉出力）

● 节水——降低 Tpy 可节约大量脱硫工艺用水。

● 防腐——从机理上根本解决设备腐蚀、灰堵问题。

● 环保——节能是最大的减排。

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适用范围

●燃煤、燃油、燃气锅炉● 燃煤、燃油、燃气加热炉● 工业窑炉● 冶金化工设备 适用于气—气、气—液等各种热交换形式，可广泛应用于石油、化工、电力、冶金等各种行业的空气预热器、煤气预热器、预热锅炉、热风炉、工业窑炉等设备中。

复合相变换热器基本工作原理

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降低排烟温度产生经济性与安全性矛

盾

降低排烟温度（ tpy ）可节能减排，减少有害气体（ CO2 、 SO2 ……）排放。

排烟温度（ tpy ）高，浪费能源，但设备运行安全；

排烟温度（ tpy ）低，节省能源，减少排放，但易结露灰堵、腐蚀设备。

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空预器壁面温度过低引起酸露腐蚀

空预器壁面温度过低引起堵灰 省煤器壁面温度过低引起结露灰堵

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怎样既要节能，又要设备安全运行？

复合 相变

“复合”的内涵在于：灵活使用不同强化换热技术、对换热器的不同部分灵活配置，相应构建尽可能大的“优化设计”空间。在壁面温度满足设计要求的前提下，实现“最大幅度”节能降温目的；

“ 相变”的意义在于：迫使换热器相变工作段的壁面温度处于“整体均匀、可调可控”状态，一方面满足最低壁面温度的要求；另一方面充分发挥相变传热的优势，使壁面温度和排烟温度之间维持足够小的温差。

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FXH 是怎么做到的？

锅炉烟气经过锅炉的最后一节换热器（通常为空气预热器）后，仍然含有远远高于环境温度的数量可观的热能可以进一步利用。 复合相变换热技术扩大了“热管技术”的优势和应用范围，除了保持“热管技术”具有高效紧凑的固有特征，借助于“相变段”的概念，通过优化设计的方法，将原先热管换热器中相互独立的热管，重新构造成一个“彼此贯通、相变温度（相变压力）均匀可控可调”的工作段整体 。 此外，因为“相变换热”的换热系数远大于“单相换热”的换热系数，所以不仅使换热器相变段的金属表面同样处于“均匀可控可调”的状态，还能够大幅度降低排烟温度和换热器最低壁面温度之间的温差。

采用一般形式的换热器时，其最低金属壁面温度通常比烟气排烟温度低 70℃左右，但使用 FXH ，其最低壁面温度可以控制在仅比烟气的排烟温度仅低 10 － 15℃ 的状态。因此，在保证换热器最低壁面温度处于相同温度的情况下， FXH 可以大幅度地降低排烟温度，吸收烟气释放的低温余热。再利用所吸收热量中的部分低温余热，预先加热进入锅炉原管式空气预热器的锅炉送风，在提高送风温度的同时提高上一级空预器的最低壁面温度，并同样使其处于“可控可调”状态，从而可以锅炉或其他热设备的整体免受低温腐蚀的侵害。

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相变下段（蒸发段）烟道内的相变换热器吸收烟气热量，使换热器内部介质处于 相变状态；

相变上段（冷凝段）蒸汽沿上升管进入汽包，在汽包中蒸汽与流经汽包的低温除 盐水换热，蒸汽被冷凝成液体，并沿下降管回到换热器下段。 ※常温除盐水被加热后进入除氧器，减少了电厂自用汽的消耗，节省了热能；调节水的 流量，就改变了汽包中媒质的饱和压力和温度，从而实现了壁面温度可控可调的目的。

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例 ：沿用《强化传热》（顾维藻 --- 中科院热物理所研究员，科学出版社）一书使用热管换热器的实验参数作对比。 假设避免出现低温结露现象时的最低壁面温度 = 77.5 ℃ 根据顾维藻提供的资料，使用一般热管换热器时的设计排烟温度＝ 150℃ 但是，使用复合相变换热器后的排烟温度 = 77.5 + 15 = 92.5℃ 因此，与一般形式的热管换热器相比，由于使用复合相变换热器技术，理论上允许进一步降低排烟温度的幅度：

△t = 150 ℃ - 92.5 ℃ = 57.5℃ 从而大幅度回收了烟气的低温余热。

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复合相变换热技术开创了以“壁面温度”作为换热器最基本的设计参数这一新理念，使壁面温度与排烟温度之间的关系由倍数关系变成加减关系：

谢 谢！

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