热管换热器在涂装行业应用

汽车涂装生产线中烘干炉设备是生产能耗大户，其能耗占整车生产线总耗能的20％以上，直接影响车间的生产成本。目前，国内涂装生产线大都采用焚烧炉处理烘干产生的废气，燃烧处理后的烟气直接排放到厂房外，而排放的烟气温度一般在180 ~ 220 ℃之间，未经回收的排放烟气势必会带走很多余热。如果能将这部分余热回收后，用于车间其他设备的热源，不仅节约了大量能源，还降低了车间的运行成本。同时，降低排烟温度，可以减少有害气体（硫化物、CO2、NOX等）的排放，对环保有着积极的意义，也符合国家大力倡导的"节能减排"发展方向。

１ 烟气余热回收的原理

换热设备中燃料燃烧后产生的烟气，经过换热器后，通过排烟管排向大气中，为了回收烟气所带走的这部分热量，在排烟管道上安装换热器来回收这部分余热。热管换热器是一种常用的热交换器，热管换热器的主要优点是结构简单，选材范围广，处理能力大，还能适用高温高压的要求，图1为热管换热器的基本结构。

２　烟气余热的应用方向

结合涂装车间的实际情况，烘干炉烟气余热的应用方向主要有：加热热水和加热热风。

２.1　加热热水

烟气回收的余热加热热水，可以使用在以下方面：前处理工序对槽液加热，空调送风机组冬季加热，循环热水的回水加热，工厂其他车间清洗机用热水，员工浴室、食堂等生活用水。

２.2　加热热风

烟气回收的余热加热热风，主要用在以下方面：烘干炉补充新鲜风的加热，对于PVC等低温烘干炉可以作为热风循环换热设备。

３烟气余热回收特点

烟气余热回收工艺具备改造方便、运用灵活、节能减排等特点，无论新建涂装线还是旧线改造均能得到较好的推广利用。

３.1　改造方便

不需要对原设备本体进行大的改动，可根据生产线设备情况进行个性化、差异化设计、改造。

３.2　运行使用灵活

加装旁通烟道后，可根据排烟温度的情况方便选择投入使用度，无论烟气回收器是否投入运行，设备均能正常运行。

３.3　维护方便

不改变原有的操作习惯，结构简单，热管可单根更换，无运动部件，运行维护方便。

３.4　节能减排效益好

可节能10%左右，减排10%左右，设备投资回报时间短，一般1 a左右能收回设备投资。

４　烟气余热回收装置改造设计注意事项

在涂装生产线中，使用烘干炉设备主要是为了保证车身涂膜烘干和固化所要求的工艺温度，因此，余热回收装置必须在不影响烘干炉设备烘干、固化换热效果的基础上进行。在烟气余热回收装置改造设计中需要注意以下几个问题：烟气露点与低温腐蚀、传热管的堵灰问题。

4.1　烟气露点与低温腐蚀

在烟气余热回收换热器的应用中，出口排烟温度过低会使换热器的出口壁温低于硫酸蒸汽凝结点（俗称露点），引起受热面金属的严重腐蚀，因此，不能将排烟温度降得过低，一般要求排烟温度比烟气露点高5 ~ 10 ℃，作为防腐蚀的安全裕量。

4.2　传热管的堵灰问题

传热管积灰不仅会污染传热管表面，而且会降低传热效率，严重时还会阻塞烟气流动通道，增加烟气流动阻力，影响车身的烘干效果。为保证烟气余热回收装置不发生堵塞问题，要保持传热管的积灰为干灰状态。因此，需要保证传热管金属壁温高于烟气水蒸气露点温度，同时，要求结构上不能出现吹灰死角和积灰源，烟气流动均匀，流速要大于10 m/s，使烟气在流动中具有自吹灰功能。定期用压缩空气吹进传热管的灰尘。

随着汽车涂装行业的飞速发展，涂装设备的使用也越来越广泛，烘干炉设备是涂装设备中必不可少的，在提供良好的烘干效果和烘干质量之余，业内人士也意识到在使用过程中排放大量余热的可惜，对此余热回收的课题得到重视和推广。余热回收通过节约能源和回收再利用，降低了设备的运行成本，同时在环保方面，排气温度的降低减少了有害气体的排放，对环境保护也有积极的意义。