1、原理
在各種鍋爐、加熱爐,燃燒物質(zhì)通過傳導、對流和輻射輸出熱量,其中傳導和對流要通過一定狀態(tài)下的介質(zhì)傳熱,而熱輻射是主要的熱傳輸方式[1]。在鍋爐的輻射熱面上涂刷耐高溫紅外線節(jié)能涂料,增強了受熱面的輻射吸收率,并且紅外波被涂層反復多次吸收并轉(zhuǎn)化為內(nèi)能傳遞,自身成為紅外輻射熱源,增強了受熱面吸收輻射熱量的能力,輻射面溫度提高。根據(jù)熱力學理論斯蒂芬-波爾茲曼“黑體單位面積所輻射的功率與溫度的4次方成正比”定律,使用紅外節(jié)能涂料的鍋爐的熱效率必定會得到較大提高。
紅外光照射到物質(zhì)上,光的反射、透射和吸收同時發(fā)生。反射光、透射光和吸收光的強度比是反射率γ、透射率τ、吸收率α,并且γ+τ+α=1。
根據(jù)基爾霍夫法則,吸收率α與輻射率ξ相等,所以γ+τ+ξ=1。鍋爐采用涂料時沒有透射光,所以γ+α=γ+ξ=1。因此,吸收率(輻射率)高,反射率就低,實際檢測,本涂料反射率很小,所以輻射率就比較高。
減少受熱面平均灰垢厚度,降低結(jié)焦強度,使灰垢層熱阻減少,爐內(nèi)受熱面輻射和傳導熱量增加。據(jù)測定,鍋爐受熱面向火側(cè)易積灰垢,其熱阻比水垢要高23倍多,每積灰1mm要浪費燃料10%。熱傳導公式
Q=Δt/ΣR×A
式中:
Q——熱量;
Δt——水冷壁和鍋筒表面與受熱水管及鍋筒
內(nèi)壁溫度差;
ΣR——熱阻;
A——受熱面積。
從公式中可以看出,A為常量,Δt不變時,有效減少ΣR,就可以增加熱量Q。而涂料的使用恰恰使受熱面附近的灰垢分子受到多次輻射而產(chǎn)生不規(guī)則運動,這就增加了懸浮粒子在爐內(nèi)的停留時間。在煙氣流漩渦分離作用下,細微煤顆粒和飛灰甩回爐內(nèi),減少了飛灰逸出量,不僅降低了灰垢分子的吸附力,減少灰垢層厚度,而且對消除煙塵也十分有效,可有效增加吸熱,提高爐內(nèi)受熱面的熱吸收率,達到節(jié)能目的。
2、特點
FHC-D紅外線新型節(jié)能涂料主要應(yīng)用于鍋爐(加熱爐)。該產(chǎn)品具有耐高溫、輻射率高、黏結(jié)牢固、降低鍋爐煙垢和水垢結(jié)生速度等特點,節(jié)能效果明顯,尤其對加快鍋爐升溫速度,降低排煙溫度,提高鍋爐熱效率,延長爐體使用壽命具有獨特的效果。
3、應(yīng)用
項目于2010年9月22日完成現(xiàn)場施工,先后進行了清灰、除垢、刨光及涂料粉刷等工作,于2010年10月10日投入運行。鑒于檢測時環(huán)境溫度較高,改造后的3臺鍋爐只運行1臺10t蒸汽鍋爐。鍋爐的運行測試結(jié)果表明,鍋爐排煙溫度由改造前的168℃降為改造后的144℃,排煙損失降低4.5%,爐效由80.4%提高到84.8%,節(jié)氣率5.02%,實現(xiàn)年節(jié)氣15.6×104m3。FHC-D紅外線新型節(jié)能涂料在鍋爐上應(yīng)用效果較好,取得較好的經(jīng)濟效益。
4、結(jié)論
?。?)FHC-D紅外線新型節(jié)能涂料增強了鍋爐受熱面的輻射吸收率,促使輻射面溫度不斷升高,有效提高了鍋爐效率。年節(jié)約燃料氣15.6×104m3,
每立方米氣按1.65元計算,節(jié)約成本26×104元。
(2)FHC-D紅外線新型節(jié)能涂料在分公司鍋爐上應(yīng)用后,取得較好效果,節(jié)氣率5.02%,達到項目預期指標。
(3)FHC-D紅外線新型節(jié)能涂料可在其他鍋爐和加熱爐上推廣應(yīng)用。






