工業(yè)鍋爐是我國(guó)當(dāng)前主要的熱能動(dòng)力設(shè)備之一，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源消耗日益增加，城市大氣質(zhì)量日益惡化的問(wèn)題越發(fā)突出。在熱能動(dòng)力方面能耗高、污染高的主要原因之一就是鍋爐的煙氣排放，鍋爐排煙問(wèn)題一方面在于煙氣污染物造成的環(huán)境污染，另一方面就是排煙溫度過(guò)高，大量的燃燒煙氣帶走了可觀的熱量，造成了能源的大量浪費(fèi)。為此，利用煙氣的余熱對(duì)助燃空氣預(yù)熱，減少耗量，達(dá)到提高鍋爐效率，節(jié)省成本的顯著效果。本文簡(jiǎn)要介紹了熱管技術(shù)及熱管換熱器的原理、特點(diǎn)，通過(guò)熱管換熱器回收利用鍋爐尾氣余熱加熱助燃空氣，對(duì)提高鍋爐的熱效率取得了顯著效果。

1、 熱管換熱器特點(diǎn)

熱管的傳熱與傳統(tǒng)的換熱器的傳熱有著本質(zhì)的不同，其熱段和冷段分別與熱冷流體接觸，冷熱流體均在管外流動(dòng)，這就同時(shí)提高了冷熱流體兩側(cè)分界面上的對(duì)流換熱系數(shù)。同時(shí)，它是依靠真空下的介質(zhì)相變傳熱，因而傳熱速度快，傳熱效率高，因此，傳輸相同的熱量，其所需體積和重量可大為減少?？傃灾?，熱管換熱器具有下列特點(diǎn)：

(1)熱管換熱器可以通過(guò)換熱器的中隔板使冷熱流體完全分開(kāi)，在運(yùn)行過(guò)程中單根熱管因?yàn)槟p、腐蝕、超溫等原因發(fā)生破壞，也只是單根熱管失效，而不會(huì)發(fā)生冷熱流體的摻雜。所以熱管換熱器用于易燃、易爆、腐蝕等流體的換熱場(chǎng)合具有很高的可靠性。

(2)熱管換熱器的冷、熱流體完全分開(kāi)流動(dòng)，可以比較容易的實(shí)現(xiàn)冷、熱流體的完全逆流換熱；同時(shí)冷熱流體均在管外流動(dòng)，由于管外流動(dòng)的換熱系數(shù)遠(yuǎn)高于管內(nèi)流動(dòng)的換熱系數(shù)，且兩側(cè)受熱面均可采用擴(kuò)展受熱面。用于品位較低的熱能的回收非常經(jīng)濟(jì)。

(3)對(duì)于含塵量較高的流體，熱管換熱器可以通過(guò)熱管結(jié)構(gòu)尺寸，擴(kuò)展受熱面形式，以解決換熱器的磨損堵灰問(wèn)題。

(4)熱管換熱器用于帶有腐蝕性的煙氣的余熱回收時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整蒸發(fā)段、冷凝段的傳熱面積來(lái)調(diào)整熱管管壁溫度，使熱管盡可能避開(kāi)最大的腐蝕區(qū)域。熱管換熱器耐低溫腐蝕性能好，在同樣煙氣溫度條件下，壁溫較高，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，煙氣側(cè)阻力可以設(shè)計(jì)得較小。熱管換熱器在鍋爐中進(jìn)行的熱交換有氣——液、氣——?dú)鉄峤粨Q，它利用鍋爐、加熱爐等排涸余熱、預(yù)熱進(jìn)入爐內(nèi)的水、蒸汽、過(guò)熱蒸汽、助燃空氣，不僅可以提高爐子的熱效率，還可以減輕對(duì)環(huán)境的污染。因此，熱管換熱器在余熱回收利用中得到非常廣泛的應(yīng)用。

2熱管換熱器的應(yīng)用

熱管換熱器的結(jié)構(gòu)原理是利用熱管元件的特性把管式空氣預(yù)熱器傳統(tǒng)的煙氣管內(nèi)流動(dòng)轉(zhuǎn)化為管外橫掠換熱，煙氣在管外，空氣也在管外通過(guò)一個(gè)壁面分別經(jīng)上、下兩段間接進(jìn)行換熱，其下段的煙氣側(cè)放熱和上段的空氣側(cè)吸熱均為管內(nèi)介質(zhì)利用相變(沸騰、冷凝)完成的。它的最低金屬壁溫可設(shè)計(jì)成趨近于熱側(cè)流體的溫度，且熱管兩端具有優(yōu)良的等溫性能，測(cè)試資料表明，熱管冷熱兩端的壁溫之差運(yùn)行時(shí)不超過(guò)5。熱管較高的壁溫高于煙氣的水露點(diǎn)，甚至酸露點(diǎn)，從而使受熱面免于或減小含硫煙氣的酸腐蝕。當(dāng)煙塵落于具較高溫度的壁面時(shí)，不結(jié)硬灰垢，呈疏松狀態(tài)，可隨煙氣流進(jìn)入除塵器，也可用其它簡(jiǎn)單方式除去。

3熱管換熱器作用

   (1)改善并強(qiáng)化燃燒。當(dāng)經(jīng)過(guò)換熱器后的熱空氣進(jìn)入爐內(nèi)后，加速了燃料的干燥、著火和燃燒過(guò)程，保證爐內(nèi)穩(wěn)定燃燒，起著改善、強(qiáng)化燃燒的作用。

(2)強(qiáng)化傳熱。由于爐內(nèi)燃燒得到改善和強(qiáng)化，加上進(jìn)入爐內(nèi)的熱風(fēng)溫度提高，爐內(nèi)平均溫度水平也有提高，從而可強(qiáng)化爐內(nèi)輻射傳熱。

(3)減小爐內(nèi)損失，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。由于爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，輻射熱交換的強(qiáng)化，可以降低化學(xué)不完全燃燒損失；另一方面，空氣預(yù)熱器利用煙氣余熱，進(jìn)一步降低了排煙損失，因此，提高了鍋爐熱效率。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)空氣在預(yù)熱器中溫度升高1．5。C時(shí)，排煙溫度可降低1。在鍋爐煙道中安裝空氣預(yù)熱器后，如果能把空氣預(yù)熱150～160，就可以降低排煙溫度110—120，可將鍋爐熱效率提高7％～7．5％，可節(jié)約燃料11％一12％。

(4)熱空氣可以作為燃料的干燥劑。對(duì)于層燃爐，有熱空氣，可以使用水分和灰分較高的燃料。可使用部分劣質(zhì)煤，減少燃料費(fèi)用。

   熱管換熱器在鍋爐中的利用，將有效避免能源的浪費(fèi)和減少?gòu)U氣的排放，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的雙重目的。節(jié)能缺果顯著．為社會(huì)節(jié)約大量能源。此外只要有熱量、溫差的存在，需要傳導(dǎo)或交換熱量的領(lǐng)域都可以運(yùn)用熱管換熱器進(jìn)行余熱回收利用。