工业锅炉是我国耗能*多的设备之一，全国约有工业锅炉50余万台，蒸发量总计90余万吨／时，年耗煤量约占我国原煤产量的三分之一。目前工业锅炉的平均热效率约70%，能源利用率低下，浪费巨大。我国工业锅炉的设计热效率一般是比较高的，通常可达75～80％。但是，锅炉的运行热效率却普遍较低，根据大量测试统计，通常要比设计热效率低8～10%以上，其中排烟热损失占4～6％。一般，根据理论计算，当空气温度由20℃提高到100℃时，炉膛理论燃烧温度约可提高60℃左右。在实际锅炉运行中，由于采用热风助燃后，可使锅炉出力提高，因而炉膛温度的提高往往超过100℃ 。同时采用热风助燃时，由于热风通过整个煤层，使煤层温度提高，所以，采用热风燃烧对降低机械和化学不完全燃烧损失是十分有效的。由于锅炉燃烧得到改善，炉膛过量空气系数可以减少，加上空气预热器吸收锅炉排烟余热，使排烟温度降低，因而排烟热损失可显著减小，这样就使锅炉热效率得到很大的改善。在锅炉尾部加装空气预热器是一个非常有效的措施。根据我们对40吨／时热水锅炉上加装热管式空气预热器的经验，将风温提高到80℃，即可使炉膛温度从1250℃提高到1450℃，排烟温度170～220℃，锅炉效率提高约8%。另外，集中供暖锅炉，为保证排放达标，一般会采用布袋除尘器，在除尘器前加装热管空气预热器，利用热管换热技术，保证布袋运行所需温度，确保布袋除尘器的运行安全。

　　关键词：热管、换热、余热回收、节能

　　一、热管和热管换热器

　　1.1热管特点热管启动快速：数秒钟即可将热量传递到另一端；等温性能好：传热元件内部轴向温差趋于零，使元件表面温度基本保持一致；当量导热系数大、热阻小：当量导热系数是纯银的2.5～3.2倍，是铜的50倍以上，热阻趋于零；传热能力大：轴向热流密度27.2MW/m2，径向热流密度158 MW/m2：适用温度范围广：工质分为高温工质，中温工质和低温工质。1.2热管换热器热管式空气预热器采用重置放置形式，烟气和空气反向水平流动形成气—气换热，*大限度提高烟气换热效率。热管式空气预热器由箱体、热管束、中间隔板组成。箱体分为两侧：一侧流体为烟气，一侧流体为空气。热管空气预热器充分利用热管传热速度快、传热效率高的特点，有效克服了气体间换热时换热系数不高的问题。热管两端的外壁传热面积利用翅片可作适度扩展，这样处理，不仅强化了管外传热，也有效地减少了换热器的体积和重量，节约了金属耗材，可以得到一个高性价比的换热器。同时，通过调整热管加热侧和放热侧的热流密度，改变加热侧和放热侧的传热面积，可有效避免流体对换热管的酸露点腐蚀，提高设备使用寿命。1.3热管换热器的经济效益热管空气预热器应用于锅炉，可将锅炉进风温度提高150℃以上，预热空气温度的提高有利于炉膛内燃料的充分燃烧，炉膛温度大幅度提高，燃料使用量相应减少，锅炉热效率提高7%以上，节能经济效益相当显著。1.4热管换热器的特点安装方便：热管烟气余热回收装置的安装不需要对原锅炉或工业窑炉进行改动。安装可靠：热管烟气余热回收装置可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开，在运行过程中单根热管损坏不影响热管换热器运行及整体换热效果。用在易燃、易爆、腐蚀性强的流体换热场合具有更高的可靠性。占地少:热管烟气余热回收装置结构紧凑，传热效率高，热管的冷、热侧均可根据需要采用缠绕翅片来增加传热面积。抗腐蚀、积灰少：热管烟气余热回收装置在设计时单根热管蒸发段的翅片螺距已作调整，以调节热管的传输功率，从而控制热管壁温，防止酸露点腐蚀，积灰少。使用寿命长：热管式烟气余热回收装置使用寿命10年以上，需维护简单成本低。

　　二、热管换热器应用

　　2.1设计依据某供暖公司10台40t/h热水锅炉，为保证布袋除尘器安全运行同时回收烟气余热，决定改造5台，采用热管空气换热器。锅炉已知条件参数及热管元件相关数据如下：

　　2.2结构参数与数据

　　2.3设计依据本方案执行如下设计、制造和检验标准:JB/T 1616-1993 《管式空气预热器技术条件》GB/T -1993 《重力式热管传热性质能试验方法》GB/T -1993《热管寿命试验方法》JB/T-2002《工业锅炉通用技术条件》Q/PJN003-2009《RH-FQQ系列热管换热器》Q/PJN002-2009《RH-YQS系列热管省煤器》2.4结构设计及工作原理热管空气预热器由热管元件，中隔板、冷热两端有热管元件定位板、壳体、框架及烟、空气进出口及空气预热器支架（现场施工与安装）组成的一个完整的余热回收装置。热管空气预热器由N支相互独立的热管元件组成，热管原件的中环焊接在中隔板上，中隔板将热管元件分隔成两个单独的受热端（加热段）和放热端（冷却段），受热端内有从锅炉出烟口出来的热烟气流通经过，吸收烟气释放出来的热量，并通过热管内腔的介质气传递到放热端（冷却段），助燃空气由鼓风机进入空气预热器的放热端，冷空气吸收通过热管元件放热端释放出来的热量，被加热后进入锅炉燃烧室（或风室）助燃，可以有效的提高炉膛燃烧温度，提高锅炉的热效率。2.5设备及拆除、安装、运杂材料等的预算（40吨锅炉）设备外形尺寸：6356x3170x1925mm。设备投资

　　备注与说明：材料不足部分利用原拆下的材料，其材料未计入。2.6经济效益与节能减排分析：经济效益分析：节煤量：W0=1510×860/4226×1000=0.307t/h；全年节煤量：Wa=0.307t/h×20h/d×150d/a=921t/a；节煤金额：￥=550元/t×921t/a=元/a；热管换热器设备本体回收期；H0=设备投资/节约资金×150天/a；/×150=122.59天≈123天；全部投资一个采暖期内即可回收。2.7节能减排

　　结论：沈阳、鞍山、海城西柳等，有40吨、65吨、90吨等锅炉为了环保达标，在布袋式除尘器前改造安装热管换热器，连续运行5年，保持稳定运行，节能的同时保证了环保要求，收到了极好的经济效益。

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