热管换热器在烟道气余热回收中的应用_刘纪福
热管在锅炉烟气余热回收中的节能应用
热管在锅炉烟气余热回收中的节能应用
余热回收再利用，是将生产过程中排出的具有高于环境温度的物质所带有的热能，通过热管热回收装置进行回收并加以利用。
当高温烟气经过排烟入口进入换热设备中，热管中的工质受热发生相变变为气态，将烟气中的热量带走，同时烟气温度降低，工质在压力差作用下从蒸发端到冷凝端；当气态工质到达冷凝端后，释放热量再变成液态，在重力作用下回流到蒸发端，如此往复，就完成了热量的传递。
热管因为具有热流密度可变性，从而能够以较大的传热面积输入流量、以较小的冷却面输出热量，在热传递的过程中比较高效灵活。
热管在锅炉烟气余热回收中的节能应用主要体现在以下几个方面：
1. 高效吸收烟气余热：热管是一种高效传热元件，能够快速吸收烟气的余热，使烟气的温度降低，从而减少燃料的消耗。
2. 烟气处理：热管可以有效地处理烟气，降低烟气的排放温度和烟气中的有害物质，符合环保要求。
3. 节能改造：热管技术可以用于锅炉的节能改造，提高锅炉的热效率，减少能源的浪费。
4. 自动控制：热管回收系统可以与锅炉控制系统相结合，实现自动控制，保证锅炉的正常运行和能源的有效利用。
5. 减少环境污染：热管技术可以有效地气中的余热，减少能源的浪费和废气的排放，降低环境污染。
总的来说，热管在锅炉烟气余热回收中的应用，能够提高锅炉的热效率，减少能源的浪费和废气的排放，实现节能减排的目标，符合环保要求和社会经济发展的需要。
热管换热设备在余热回收上的应用
系列相关法规 ，节能 已成 为全社 会共同关注பைடு நூலகம்大事 。
提高热能 设备的热效率和热 力系统的能源利用率 ，
是 目前节 能工作 的重 点之一 。在我 国 ，数以万 计的锅
炉 、窑炉 、高炉 、热风炉 、干燥 器 、反应器 、内燃 机等
热能设备每天将 大量 高 、中温烟 （ ）气排 到大气中 ， 废 这些平均温度高 达 ２ ０ ０ ￣ ０ ～５ ０Ｃ的烟 （ ）气 ，排放时 废 带走 了大量热能 ，既浪 费能源 又加剧 了温 室效 应和环 境 污染。 因此采用先进 的热 回收技术和热 回收设 备 ， 降 低各种热 力设备 的排烟 （ ）温 度 ，有效地 回收 余热 、 气
水平 ， 虽然 能源资源不丰富 ， 但是在能源效率 、 源强 能 度 、单位 产品能 耗等方 面却大 大落后于 发达 国家。 目 前 我国的能源利用效率 为 ３ ％，比发达 国家低 ｌ 个百 ３ ０ 分点 ， 产值能耗是 世界平均水平的 ２ 多 ， 倍 主要产品单 位能耗 比国外先进水 平高 ４ ％。为促 进我 国经济的可 ０ 持续发展 ， 近年来 ，国家 十分重视节能 工作 ，并颁布 了
用于不带 引风机 的燃油 、燃 气锅炉 。配置热管省
煤 器后 可使锅炉排 烟温度 降低 ６ ～１ ０ ０ ６ ℃，给水 温度提高 ２ ～５ ￣ ０ ０ Ｃ，锅炉效 率提高 ３ ％～８ ％。 传统的铸铁式 或钢管式省煤 器用于锅炉烟气 余热 回收存在 以下缺 陷 ：
（ ）最低壁温 。热管 省煤器为 １ ５ ，而铸铁 省 ２ ３℃
的 比较 结 果 。
表 １ 热管省煤 器与铸铁省煤 器的比较
２热管换热设备 热管换热设 备是 由若干热管元 件组 成的高效 换热设 备 ，根据 用途的不 同 ，常 用的热 管换热设
热管在烟气余热回收系统中的应用
化工机械热管在烟气余热回收系统中的应用李 斌,赵明杰(中石化荆门分公司,湖北 荆门 430072)摘 要:分析了空气预热器所用热管在使用过程中容易出现的几个问题及其产生的原因,列举了钢-水热管与钢-无机物热管的各项性能,对两种热管烟气余热回收量进行计算,最终得出钢-无机物热管优于钢-水热管的结论。
关键词:空气预热器;钢-水热管;钢-无机物热管The Application of H eat Pipe to F l ue Gas R esi dual H eat Syste mLI B in,Z HAO M ing-jie(Jing m en Branch o f S i n opec Corp.,H ube i Jing m en430072,Chi n a)Abst ract:So m e co mm on prob le m s i n the applicati o n o f heat p i p e to air preheater and its reasonsw ere analyzed.R e-specti v e l y lists each property of stee l-w ater heat p i p e and stee l-i n or gan ic heat p i p e,calcu late the recovery quantity o f resi d ual heat fro m t w o k i n ds o f heat pipe fl u e gas,dre w the conclusion that t h e stee l-inorgan ic heat pipe w as better than stee l-w ater heat p i p e.K ey w ords:a ir preheater;steel-w ater heat pipe;steel-i n organic heat pipe空气预热器是利用排烟余热来加热燃烧所需空气的热交换设备。
热管换热器在工业锅炉余热回收上的节能应用
热管换热器在工业锅炉余热回收上的节能应用改开以来，我国的经-济经历一个快速发展阶段，能源消耗空前增大，能源价-格也在不断攀升；经-济的快速发展，离不开工业领域的崛起。
我国的主要热能动力设备为工业锅炉，工业锅炉的排烟余热回收上有很大的潜力，“双碳”政策之下，在节能减排上更具有意义。
工业锅炉设备在工作过程中会产生大量的热能，这部分热能虽然会有余热利用，但很有限，导致大部分热能都以废气的形式通过烟道排放到外部环境中，造成热能的白白浪费。
目前，工业锅炉中使用的燃油燃气锅炉设备，其排烟温度大都在200℃左右，燃煤锅炉排烟温度会更高一些。
因此对高温废气进行热量回收，是提高锅炉热效率和节能减排控制的重要途径。
一直以来，节能减排的行动一直都在进行着，但是节能减排相关设备或方式良莠不齐，没有统一的标准，效果往往达不到预期，用户也很难分辨其节能减排效果的好坏，在这个情况下，并不能提升工业锅炉设备的使用效率。
热管换热器，即热管技术，在工业锅炉节能减排上是一种投资少、见效快、安全可靠的一种技术。
利用热管换热器在工业锅炉余热回收上具有三种优势：一、优良的等温性：热管内部是真空状态，并充满工作介质。
热管内腔处汽液共存饱和状态，但饱和蒸汽压力却是由饱和温度决定的。
当热管的一端受热，工质蒸发后流向冷凝端，在冷凝端遇冷放热流向蒸发端。
在这个过程中，热管的各部分基本能够处于恒温状态，且不会受到作业时工业锅炉设备的影响。
二、高导热性热管内腔中的传热是通过液体工质的相变而来的，热阻有限，在作用状态下，管内工质导热能力较强，比其他金属如铜、铝等的导热能力要高出数倍，很利于提高工业锅炉的工作效率。
三、较强的灵活性热管在实际作业中具有较强的变通性，可根据工业锅炉生产作业流程来进行设计，在确保节能效果的同时，不对原有的工艺流程产生任何影响。
热管自身就可实现热流方向的可逆性，不受季节影响，非常灵活。
热管换热器，在工业锅炉余热回收工作中具有较强的实践意义，结合防腐技术，可有效提升工业锅炉的工作效率，降低能耗，对环境保护也起到一定的积极作用。
热管技术在工业锅炉余热回收上的运用
热管技术在工业锅炉余热回收上的运用热管技术是一种基于热管原理的传热技术，利用热管的热导性能，将高温热源处的热能传递到低温处，实现了热能的有效利用。
在工业锅炉中，热管技术可以被用来回收排放出的高温烟气中的余热，将其转化为有用的热能，用于加热水或发电等用途。
下面我们将从热管技术在工业锅炉余热回收中的运用、优势及发展趋势等方面进行分析。
在工业锅炉中，热管技术可以应用在烟气余热回收系统中。
当工业锅炉燃烧燃料时，会产生大量的高温烟气，其中蕴含着大量的热能。
传统的余热回收设备多采用换热器，但常常存在换热效率低、结构复杂、维修成本高等问题。
而采用热管技术可以有效地解决这些问题。
热管技术可以将高温烟气中的余热迅速传递到工业锅炉需要加热的介质中，实现了热能的有效回收利用。
热管技术具有结构简单、传热效率高、维护方便等优点，能够有效地提高能源利用率，减少能源消耗。
热管技术还可以在工业锅炉烟气脱硫、除尘等设备中发挥重要作用。
利用热管技术将高温烟气中的余热用于辅助设备加热，不仅可以提高设备的效率，还可以降低设备运行成本，延长设备寿命。
热管技术的优势热管技术具有结构简单、体积小、重量轻的特点，可以方便地嵌入到现有的工业锅炉系统中，无需改变原有的结构。
这为工业锅炉的现场改造提供了便利。
热管技术工作稳定可靠。
热管内部没有运动部件，无需外部动力输入，因此工作稳定可靠，维护成本低。
热管技术适用于高温、高压等工况下的热能回收。
在工业锅炉中，热管技术可以适应高温高压的工作环境，具有很强的适用性和稳定性。
热管技术在工业锅炉余热回收中的发展趋势第一，热管技术的智能化发展。
随着传感技术和智能控制技术的不断成熟，热管技术的智能化水平将会不断提高，能够更好地根据工业锅炉的工况和需求进行自适应调整，提高系统的整体性能。
第二，热管技术的多元化应用。
热管技术不仅可以用于工业锅炉余热回收，还可以应用于石化、电力、冶金等多个行业的余热回收及传热领域，将会得到更广泛的应用。
热管技术在余热回收上的应用
双良节能系统股份有限公司换热器事业部
双良节能系统股份有限公司换热器事业部
热管用途 热管
余热回收
保持温度
均
温
热管冷热两端都可 热管具有单向传热 以进行强化传热处 能力，可让物体保 理，比普通高效管 持一定温度。青藏 式换热器具有更大 高原铁路就应用了 的传热系数，往往 热管技术保持冻土 用于余热回收领域。 温度。
维护方便。模块化设计，在不影响生 产的情况下可更换热管。
双良节能系统股份有限公司换热器事业部
焦炉废气余热回收效益简单分析
以年产90万吨焦炭二联并列焦炉为例，烟气流量 220000Nm3/h，烟气温度250℃计算，效益收入如下：
已知： 蒸汽产量： 年生产时间： 煤气锅炉燃料消耗量： 煤气价格： 软水价格： 工业用电价格： 那么： 蒸汽总产量： 节约煤气量： 节约煤气效益： 煤气锅炉折旧： 总收益： 软水支出费用： 电费支出费用： 毛收益： 系统投资回收期： 11×7000＝77000t 163×77000＝12551000m3 12551000×1÷10000＝1255.1万元/年 15万元/年 1255.1+15＝1270.1万元/年 11×10×7000＝77万元/年 200kW×7000×0.8＝112万元/年 1270.1-77-112＝1081.1万元/年 ＜2年 11t/h， 7000h 163m3/(t· h) 3 1元/m 软水10元/t 0.8元/度
双良节能系统股份有限公司换热器事业部
90万吨/年焦炉废气余热回收系统基本参数
焦炉产量 燃料 烟气 流量 温度 阻力 蒸汽 压力 产量 设备主体尺寸 设备主体重量 0.6MPa 11t/h 长9.4m×宽4m×高9m 174t 220000Nm3/h 进250℃，出162℃ 1100Pa 90万吨/年×2 焦炉自产煤气
热管在烟气余热回收中的应用
．
～
～
２ ５ ０℃的高温烟气 ， 烟气经 型号 为 Ｓ Ｚ Ｌ １ ０ — １ ． ２ ５的铸铁 省煤器 与 锅炉给水换热后排 出。 由于铸铁省煤器导热系数低 ， 加之积灰较
排 灰
多， 污垢热阻大 ， 且 因堵 管原 因导致换热面积减 少 ， 因此传 热效 率极低 ， 排出的烟气温度高达 ２ １ ０ ～ ２ ２ ０ ｏ Ｃ， 热量 回收少 。 为充分 回收锅 炉烟气余热 ， 拆除 了省煤器 ， 在锅炉排烟管道
拱度再次进行 了检测 ， 导 电侧上拱 度计算值 ２ ０ ｆ ｌ ｌ ｌ Ｔ ｌ ， 传动 侧上 拱度计算值 １ ９ ． ５ ｍ ｎ ｑ ， 最低标 准上拱度 １ ４ ． １ ３ ｍｍ， 最高标 准上
上安装 了热管换热器 ， 型号 Ｈ Ｃ Ｒ Ｇ 一 １ ０ Ｂ， 换热面积 １ ９ ０ ｍ 。 装置 下部是烟道 ， 上部为水箱 ， 中间有隔板。 工作时 ， 锅炉来 的烟气流
经烟 道 冲刷 热 管 下 端 ，热 管 内的 介 质 吸 热后 产 生 相 变 迅 速 将 热
图 １ ＨＣ Ｒ Ｇ 一 １ ０ Ｂ型 热 管 换 热器
桥 式起 重机 的修 复
季新峰 郭孝庆
（ １ ． 江苏瑞和化肥有 限公 司 江苏泰兴 ２ ． 上海神 尹重工机 械设 备有 限公 司 上 海）
首先测量起重机上拱及旁弯数据 ，确定火焰校正 的位置及
校正量 。火焰校正后 ， 将制作好 的 前梁， 从主梁下盖板 中心处位
置往两侧分 ， 分别点焊在下盖板上。点焊完毕后 ， 两 电焊Ⅲ ｌ 从两 边同时进行对称焊接。 采用力 导 致 的下 挠 现 象 ， 而 用 耵 梁 加 固 主梁 ， 可 以 适 当
化。 确定合适的排烟温度 。 为杜绝露点腐蚀 ， 应使排烟温度适当
热管技术及其换热器在回转窑系统余热回收中的应用
热管技术及其换热器在回转窑系统余热回收中的应用摘要热管技术被公认是一种很有价值的传热新技术，在空间技术、电器工业、核电工业、化学工业、食品工业、动力机械、工业余热回收等很多方面都得到了广泛应用。
在本篇论文中主要探究说明热管及其换热器在回转窑系统中余热的回收应用。
关键词热管；换热器；余热回收前言从热管中回收余热是一种被公认的节约能源和防止全球变暖的手段。
并且利用热管回收废热是节约能源和防止全球变暖的好方法。
热管换热器作为一种高效的燃气热回收装置，在商业和工业生产中得到了广泛的应用。
热管换热器是最好的选择，因为没有废气和空气之间的交叉泄漏。
1 热管及其换热器热管换热器广泛应用于各个行业（能源工程、化工、冶金工程）的余热回收系统。
在工程中，将流体热传递到某种形式的流体中的装置称为换热器。
换热器就是用在这种设备中，至少有两种不同的流体参与传热。
一种具有较高温度的流体，放出热量；另一种液体具有较低的温度和吸收热量。
热管换热器最重要的功能是从锅炉余热中回收热量。
热管换热器的使用不仅降低了能耗，而且保护了环境。
在任何情况下，使用热管进行热回收，特别是在节约能源和环境效益方面都是必要的。
热管换热器也可作为一种传热装置，利用汽化潜热在温差小的情况下进行远距离传热。
它由一个装有适当工作流体的封闭管组成。
有三种类型的，传统的热管热管（CHP）、两相闭式热虹吸管（CCT）和振荡热管（OHP）。
在实践中，当热量进入蒸发器时，平衡被打破，蒸汽和温度在稍高的压力下产生。
增加的压力使蒸汽流向管道的冷凝段，冷凝段的较低温度冷凝蒸汽，释放汽化潜热。
冷凝液返回蒸发段通过传统热管或重力作用的两相闭式热虹吸管吸液芯毛细作用。
两相闭式热虹吸管没有吸液芯结构。
振荡热管是一种热管技术的最新发展。
工作流体在传统的热管中不断地通过细管循环，以逆流的形式在热源和冷源之间连续循环。
脉动热管的基本传热机理是与相变（蒸发和冷凝）相关联的振荡运动。
细管的直径足够小，可以让液体和蒸汽共存。
热管式锅炉在烟气余热回收中的应用分析
热管式锅炉在烟气余热回收中的应用分析摘要：热管具有体积小，重量轻便，传热系数高，无运动部件，结构简单和维修容易等优点，在锅炉烟气回收中提高了锅炉热效率，降低了排烟温度等效果，从而降低了燃料的消耗，获得了一定经济效益和环境效益。
本文分析了焦炭生产过程中的烟气余热，介绍了热管式锅炉技术原理和特点及适用性。
采用热管式锅炉回收焦炉烟气和锅炉烟气余热，前者可生产0.8 MPa 饱和蒸汽8.7 t/h ，后者可生产0.23 MPa饱和蒸汽3.45 t/h 每年可增收1100万元。
关键词：热管式锅炉；烟气；余热回收引言热管式锅炉是一种高效率的低品位热能回收装置，可用于回收这些烟气余热，副产低压饱和蒸汽。
采用热管式锅炉对烟气余热实施回收后，将回收的低压蒸汽并入同压力的蒸汽管网，补充化工生产系统用汽，具有明显的节能和经济效益，同时也减少了废热、烟尘等大气污染物的排放。
对于建设资源节约型社会和能源的节约集约利用具有较为积极的意义。
1.锅炉烟气余热回收的意义所谓余热，既可燃物料和一次能源在转换过程后的产物，是在燃料燃烧过程中发出的热量在完成特定过程后所剩下的热量，属于二次能源。
首先，当前社会形势下，以煤炭、石油等主要燃料原料为代表的能源产品价格基于各种因素的影响一路走高；其次，随着人类社会的不断发展，能源消费的数量也在持续增大；再者，当前条件下，人们在能源开发利用过程中由于限于技术水平、装备设备等原因，相对利用效率较低，同时，在燃料、动力利用过程中产生的大量余热资源被严重浪费。
基于此现状，努力探索余热资源的合理回收利用，全面提高能源的利用率成了全社会重点关注的问题。
我们日常生活中被经常利用的燃料最为常见的就是煤炭，众所周知，煤炭在燃烧过程中会产生大量的二氧化硫、氮氧化物及烟尘等有毒有害气体和固体粉尘，这些物质是造成大气环境污染的元凶，也是近几年来雾霾天气的主要原因，对人民群众的日常生产生活以及身体健康造成了极大的危害，据权威资料统计，我国每年烟气排放总量和二氧化硫排放总量特别巨大并成逐年递增趋势，这其中锅炉排放占较大比例。
热管技术在中低温烟气余热回收中的应用
系数 的 ２～ ５倍 。与 板 式 换热 器 和套 管 式换 热器 相 比， 采用 热 管式换 热 器 对 该企 业 中低 温废 气余 热 进 行 回收利用 ， 具有 占地 面 积 小 、 回收 效率 高 、 适 应 性
根封闭的金属管 （ 管壳 ） ， 内部空腔内有少量工作介
质（ 工 作液 ） 和 毛细结构 （ 管 芯或 吸液 管 ） ， 管 内的空 气 及 其他 杂物 必须 排 除 在 外 。从 传 热 状况 看 ， 热 管 沿轴 向可分 为蒸 发段 、 绝 热段 和冷凝 段三 部分 。
件， 并于 １ ９ ６ ４年发表论文正式命 名这种元件为“ 热
基金项 目： Ｊ Ｌ 京市科 学技术研 究 院萌 芽计划 ， 中央高校 基本 科研业务费 资助项 目（ Ｋ ５ ０ ５ １ ２ ０ ４ ０ ０ ５ ）
・
节 能与 改造 ・
热管 技术 在 中低 温烟气余 热 回收 中的应用
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则被溶 解 的物 质将 积 累在 蒸 发段破 坏 毛细结 构 。
结 金属 构 成 。常 见 的毛 细 结构 ： 沟槽 式 、 网 目式 、 纤
热管具有极高的导热能力和优 良的等温特性 ， 常用 的热管由三部分组成 。如 图 １ 所示 ， 主体为一
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ １
维式和烧结式 。热管 的工作 液要有较高 的汽化 潜
热、 导热 系数 ， 合适 的饱 和 压 力及 沸 点 ， 较 低 的粘 度 及 良好 的稳 定 性 ， 如水 、 氨、 甲醇 、 丙 酮和 Ｒ ２ １等 。 工 作液 除 了具 有较 大 的表面 张力 和润湿 毛细 结构 的 能 力外 ， 还不 能对 毛细 结构 和管 壁产 生溶解 作用 ， 否
热管式换热器在锅炉烟气余热回收中的应用
热管式换热器在锅炉烟气余热回收中的应用摘要：介绍了热管与热管换热器技术，并分析了其传热机理及热管换热器独特的优点。
重点介绍了热管换热器在电厂循环流化床锅炉余热回收中的应用。
标签：热管；热管换热器；烟气；余热回收电厂锅炉各项热损失中，排烟热损失一般占锅炉输入热量得5%～10%。
也就是说，排烟损失占电厂煤耗量的5%～10%。
由此可见，对这部分热量得回收利用是非常有必要的。
1 锅炉排烟损失主要因素分析电厂锅炉中，影响排烟热损失的主要因素有：烟气容积和排烟温度。
烟气容积取决于燃料的水分、炉膛过量空气系数及锅炉各处的漏风量。
炉膛过量空气系数在保证不低于推荐值且能使燃料完全燃燒的前提下，可尽量取小，这样不仅可以减少附机耗电率，同时在减少烟道各处漏风量的基础上可以降低排烟损失。
排烟温度的高低是排烟损失的直接决定量。
一般情况，排烟温度每增加10-15锅炉热效率下降1%。
可见，降低排烟温度可以减小排烟损失提高锅炉效率。
但是，排烟温度过低将引起空气预热器的金属耗量增加、烟气的流动阻力增大，如果低于露点，将引起尾部受热面的低温腐蚀。
这也就决定了排烟温度不能过低，所以排烟损失减小量不会太大。
2 热管技术及热管换热器2.1 热管工作原理热管利用工质相变，以潜热传递热量。
如图1，蒸发段被加热时，真空管内工质吸热，变成蒸汽，产生压差，流向另端，蒸汽在冷凝段接触到冷的吸热芯表面，冷凝成液体并放出潜热。
冷凝后的工质在管芯毛吸力或重力作用下返回蒸发段继续吸热蒸发。
如此循环往复，热量不断地从热端传递到冷端。
另外，热管还具有较高的等温性和热流密度可以变换等优点，因此在许多领域应用广泛。
2.2 热管换热器热管换热器由热管管束组成，中间有隔板，保证隔板兩侧流过热管参与换热的流体互不串通（如下图2），热量通过热管内部工质传递。
在换热器当中，每根热管是一个独立的传热单元。
热管换热器的特点：（1）热管换热器是典型近于等温工作的逆流换热，因此具有较高的换热效率。
热管讲座(刘纪福)
第一讲翅片管的传热原理和选用原则翅片管和热管系列讲座主讲人：哈尔滨工业大学能源学院刘纪福教授第一讲：翅片管的传热原理和选用原则翅片管，又叫鳍片管或肋片管，英文名字叫“Fin Tube” 或”Finned Tube”, 也有时叫做“Extended Surface Tube”,即扩展表面管。
顾名思义，翅片管就是在原有的管子表面上（不论外表面还是内表面）加工上了很多翅片，使原有的表面得到扩展，而形成一种独特的传热元件。
下面展示的是两张翅片管的照片。
为什么要采用翅片管？在原有表面上加工上翅片能起到什么作用？要回答这一问题，还需要从传热过程的某些基本原理说起。
首先，要介绍一个传热学上的定义：固体表面与和它接触的流体之间的换热称为对流换热。
我们最熟悉的对流换热就是暖气片外表面和空气之间的换热。
生活经验告诉我们：暖气片面积越大，表面温度越高（即表面温度和空气间的温差越大），供热时间越长，则换热量越大，房间越暖和。
这说明对流换热量和换热面积成正比，和温度差成正比，和时间成正比。
为了比较不同情况下对流换热的强弱，我们需定义一个物理量：叫做“换热系数”。
换热系数是指单位面积，单位温差（壁面和流体之间的温差），单位时间的对流换热量。
其单位是J/(s.㎡.℃) 或W/(㎡.℃). 对流换热系数常用符号 h 表示。
换热系数的大小主要取决于下面几个因素：1.流体的种类和物理性质：例如水和空气是截然不同的，其换热系数相差甚大；2.流体在换热过程中是否发生相变，即是否发生沸腾或凝结。
若有相变发生，则其换热系数将大大提高；3.还和流体的流速和固体表面的形状有关。
等等。
对流换热系数的大小主要是通过实验研究来确定，下面给出一组常用情况下的数值范围：水蒸汽的凝结：h = 10000 ---20000 W/(㎡* ℃)水的沸腾： h = 7000---10000水的对流： h = 3000---5000空气或烟气的强制对流：h = 30---50 ,,,,,空气或烟气的自然对流：h = 3—5 ,,,,,由此可见，不同情况下其换热系数的差别是非常巨大的。
热管换热器在注汽锅炉烟气余热回收中的应用
热管换热器在注汽锅炉烟气余热回收中的应用摘要：为了进一步降低高稠油热采能耗，提高油田注汽锅炉热效率，提出了采用热管换热技术以降低锅炉排烟温度。
通过对热采注汽锅炉综合热效率分析，得出排烟温度过高为影响锅炉热效率的主要因素之一，利用热管换热技术对进入锅炉空气进行预热，在低锅炉排烟温度、有效的解决酸露点附近换热问题的同时，显著的提高了锅炉的热效率。
关键词：注汽锅炉；热效率；热管换热器；余热回收；油田注汽锅炉是稠油开采的重要设备之一，也是开采过程中的主要耗能环节。
根据目前油田注汽锅炉的热平衡数据及结果分析可知，注汽锅炉的主要热损失为排烟损失，可达到热量总损失的80%以上，其次为设备散热损失和燃料不完全燃烧损失[1]。
为了防止锅炉尾部受热面的酸露点腐蚀，目前直流型高压蒸汽锅炉，工业燃油、燃气、燃煤注汽锅炉在设计制造时规定其排烟温度一般不低于180℃，而在实际运行中，由于锅炉结构特点缺陷、锅炉积灰等原因，其排烟温度往往高于设计值，较高时可达300℃。
针对注汽锅炉余热回收问题，目前国内外许多专家学者对其进行了大量理论研究工作，取得了一些很有价值的成果[2～6]，本文针对注汽锅炉酸露点附近的余热回收问题，提出采用热管技术以降低排烟温度，对油田注汽锅炉具体实例进行了热效率计算，对热管换热技术的基本特征及热管换热设备用于锅炉烟气余热回收的经济效益进行了具体的分析。
1 注汽锅炉热效率分析油田注汽锅炉在稠油开采当中承担产生过热蒸汽的任务，其按照我国规定的注汽锅炉设计排烟标准：燃气时排烟温度不超过180℃，燃油时排烟温度不超过240℃，而在油田实际开采中，大部分注汽锅炉排烟温度均大于设计值，所以由排烟造成的排烟热损失为锅炉主要热损失。
以某一注汽锅炉为实例进行分析计算，锅炉参数如下：额定蒸发量为23t/h，蒸汽加热温度为310℃，额定压力为9.5 MPa，燃料为天然气，烟气体积流量为20000Nm3/h。
取锅炉过余空气系数为ɑ=1.30，当锅炉具有不同排烟温度时，其热效率也不同，具体计算结果见表1。
热管换热器在空调热回收中的节能应用
热管换热器在空调热回收中的节能应用
随着经济的高速发展，空调的普及率在不断提高，尤其是在办公写字楼、大型商超、医院等场所里，中央空调的应用，也导致总耗能越来越高。
在空调工作时造成的大量余热的浪费，是空调系统能耗的特点之一，也逐渐被大家重视，因此，降低空调的耗能，挖掘和利用余热资源是节能降耗重要的举措之一。
余热资源如何得以利用，一直以来都是节能领域重要的课题。
热管技术的发展，为空调领域的能量回收带来新的思路。
热管换热器，也叫热交换器，由多根热管组成；其分为两个部分，分别通过热流和冷流。
热管换热器中的热管，内部充满工作介质且为密闭真空状态的金属管。
热管根据受热情况，也分为两部分：蒸发段和冷凝段。
当热管的一端受热，吸收一定的热量后，管内的工作介质迅速气化蒸发，在压力差下流向热管的另一端，在此处释放热量后，工作介质冷凝为液体，会落到受热段，如此往复循环就完成了热量的传递。
热管换热器，采用的是热管内工作介质相变传热原理，因此具有热阻较小的优点，在很小的温差下也能获得传热量。
空调机组在作业时，为保持室内空气的压强，需要一边排风，一边进行换新风。
由于室内室外温度不一样，当室外空气通过空调机组进入室内时，需要将温度提升或降低到与室内温度一致，这样才能保障室内人员的舒适感。
排风是直接江室内空气排出，带走了一定的热量或冷量，直接排到室外，造成能量的浪费。
通过热管式能量回收机组，可对排风中的能量进行回收，对新风进行预热或预冷，以此来降低空调压缩机的耗能，达到节能降耗的目的。
在经济方面，虽然初期投资增多，但是由于有着大量能量的回收，可缓解电力供应，减少耗能，降低空调设备的运行费用，长远来看，经济效益是很显著的。
热管换热器在锅炉烟气回收中的应用案例
热管换热器在锅炉烟气回收中的应用工业燃油、燃气、燃煤锅炉设计制造时，为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，标准状态排烟温度一般不低于180℃，最高可达250℃，高温烟气排放不但造成大量热能浪费，同时也污染环境。
热管余热回收器可将烟气热量回收，回收的热量根据需要加热水用作锅炉补水和生活用水，或加热空气用作锅炉助燃风或干燥物料。
节省燃料费用，降低生产成本，减少废气排放，节能环保一举两得。
改造投资3～10个月回收，经济效益显著。
一、RYRHS-A型热管余热回收器（气-水）RYRHS-A型热管余热回收器是燃煤、油、气锅炉专用设备，安装在锅炉烟口，回收烟气余热加热生活用水或锅炉补水。
其构造如图所示：下部是烟道，上部为水箱，中间有隔板。
顶部有安全阀、压力表、温度表接口，水箱有进出水和排污口。
工作时，烟气流经热管余热回器烟道冲刷热管下端，热管吸热后将热量导至上端，热管上端放热将水加热。
为了防止堵灰和腐蚀，余热回收器出口烟气温度一般控制在露点以上，即燃油、燃煤锅炉排烟温度≮130℃，燃气锅炉排烟温度≮100℃，节约燃料4～18％。
二、RYRHS-B型热管余热回收器（气-气）RYRHS-B型热管余热回收器是燃油、煤、气锅炉专用设备，安装在锅炉烟口或烟道中，将烟气余热回收后加热空气，热风可用作锅炉助燃和干燥物料。
其构造如图所示：四周管箱，中间隔板将两侧通道隔开，热管为全翅片管，单根热管可更换。
工作时，高温烟气从左侧通道向上流动冲刷热管，此时热管吸热，烟气放热温度下降。
热管将吸收的热量导致右端，冷空气从右侧通道向下逆向冲刷热管，此时热管放热，空气吸热温度升高。
余热回收器出口烟气温度不低于露点。
三、热管余热回收装置的性能特点1. 安装方便：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。
2. 安全可靠：超导热管等温性能好，导热时产生自振不产生圬垢和通风阻力，始终保持良好的传热效率，不影响锅炉或窑炉的工作。
3. 使用寿命长：超导热管余热回收装置使用寿命10年以上，单根热管可拆卸更换，维护简单成本低。
热管换热器回收燃气热水器烟气余热研究
法、 换 热量 的理 论计 算 方法进 行探 讨 。结合 试验 方 法 ， 利 用 热管换 热 器回收 家 用燃 气热 水 器烟 气显
热、 潜热 ， 考察 不 同工 况下热 管换 热 器理论 换 热量 与 实测 换 热 量。在 试 验 中回收 到 了凝 结 水 ， 说 明
作为 介质 ， 在平 直 翅 片管外 进行 对 流凝结 传热 试验 ， 结果 表 明对流 凝结 传热 的传 热 系数是 干工 况 下传热
系数 的 １ ． ０～３ ． ５倍 。 ０ ｓ ａ ｋ ａ ｂ ｅ 、 Ｍ ｉ ｈ ａ ｒ ａ等 人 采 用 小 直径 光管 进行 试 验 ， 指 出小 直 径 的紧 凑 式换 热
第３ ７卷 第 ６期 ２ ０ １ ７年 ６月
煤 气 与 热 力
ＧＡＳ ＆ ＨＥＡＴ
Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎｏ． ６
Ｊ ｕ ｎ ．２ ０ １ ７
热 管 换 热 器 回收 燃 气 热 水 器 烟 气余 热研 究
阳 东 ， 陈孟倩
（ 重庆 大学 城 市建设 与环境 工程 学院，重庆 ４ ０ ０ ０ ４ ５ ）
热 的影 响很 小 ， 且翅 片间距 对传 热 的影 响可 以忽略 。
目前 ， 利 用热 管 回收烟 气显热 、 潜 热 的研究 还鲜 有 报道 。本 文分 析热 管换热 器 的设计计 算 与热 管换
Байду номын сангаас
天 然气 以 甲烷 为 主要 组 分 ， 燃 烧 产生 的烟 气 中 水蒸 气 的体积 分数 为 １ ０ ％ ～２ ０ ％， 因此 烟气 含 有 一
热管换热器在空调热回收中的应用
热管换热器在空调热回收中的应用摘要：本文首先对目前在空调热回收系统中常用装置进行了比较，得出热管换热器在空调热回收方面更具优势。
然后对热管换热器在空调热回收的应用进行了总结。
１引言近年来，随着空调的普及空调的耗能已成为人们的关注焦点，空调耗能已经占到了整个建筑耗能的３０％～４０％，而且在空调系统中，大部分空调回风经冷却和再热后作为送风送到空调房间，而其余的回风则排出室外。
这部分回风携带的热（冷）量就白白浪费了，同时送风进入空调房间时必须经过加热（冷却）处理，需要消耗相当多的能量，因而研究如何将空调系统回风热（冷）量回收，再用于空调系统，对空调系统节能将具有重要的意义。
２常用空调热回收装置在空调热回收系统中，目前较为常用的有转轮式换热器、板式换热器、盘管热环式换热器、热泵和热管换热器。
２．１转轮式换热器转轮式换热器是一种全热换热，由转轮、传动机构、外壳、风机与再生用电加热器组成，其原理是在旋转过程中使排风与新风逆向流经转轮并各自释放或吸收热量，其优点是热回收效率较高，可达７０％～８０％，管理维护简单，在多数情况下不失为一种较理想的除湿设备，但缺点是体积较大占用了较多的建筑空间，使用期间应考虑出现凝结水、结冰带来的不良后果，以及集中的新风与排风要求给系统布置造成的不便。
２．２板式换热器板式换热器分平板式显热换热和板翅式全热换热器两种，是较为理想的排气能量回收装置，其优点为结构简单，新、排风互不接触，无交叉污染，无转动部件，运行可靠，使用寿命长。
其缺点是通过气流受到露点温度的限制，凝结水、结冰现象使其寿命下降。
２．３盘管热环式换热器盘管热环式换热器是一种空气＋液体热交换器，由布置在新风、排风管道上的两个热交换器、泵、膨胀箱、排空阀和管道组成，使用一台小功率泵作为系统的循环动力，管道内的传热液体采用稀乙烯，乙二醇溶液或水，传热液体将排风中的热量再传递给新风，该装置优点是新风、排风管道布置灵活。
缺点是需增加泵的配置和控制，对管道的密封要求极高。
烟道中的余热回收设备有什么作用
烟道中的余热回收设备有什么作用
说起余热回收，可能很多人还不是很熟悉，如果是生活在北方的农村，那对利用余热的原理就很熟悉了。
北方村里通常是睡火炕，屋里有火炉子，其实就是用高温烟气来将土炕进行加热。
在工业中，烟道内烟气的温度也会很高。
热管余热回收器，专用于烟气管道中的余热回收设备，是一种节能减排的换热设备。
热管换热器安装在锅炉的烟道口处，当高温烟气经过换热器时，烟气的热量通过换热器与相对低温的新风进行热量交换，以达到技能的目的。
工业生产中，锅炉是能源消耗的主要源头，据统计，在印染、烘干、各类制造业中，锅炉所排出的烟气占能耗的15%甚至更多。
热管余热回收器是将烟气中含有的热量与其他介质（如水、气等）进行换热，转换为可再利用的热量。
热管余热回收器的工作原理也不复杂，利用热管的快速热传递原理，来进行工作的。
热管余热回收设备主要作用有两点：
一、提高热效率：锅炉的有效热效率通常在85%以上，烟气是热量损失的主要场所。
在尾部安装余热回收器，可有效提高锅炉热效率，减少热量损失，大幅度降低排烟温度，减少热污染。
二、减少二氧化碳排放：锅炉排烟的主要成分是二氧化碳、二氧化硫、氮气、一氧化碳以及各种混合物。
安装热管余热回收设备后，通过余热回收再利用，可以增加企业的经济效益和社会效益，在回收余热资源的同时节约能源，促进经济的可持续发展。
翅片管热管系列讲座
翅片管/热管系列讲座第十四讲热管工质和管材的选择（1）主讲人哈尔滨工业大学刘纪福教授众所周知，热管是* 工质的相变来传递热量的。
在热管内部，工质频繁地改变着自己的相态，在传输热量的同时，连续不断地玩完成着质量的转移。
因此，在设计热管时，首先遇到的问题是：如何选择热管的工质。
热管工质的选择，需要考虑的因素很多，不少文件做了详细的论述。
根据热管换热器设计和应用的特点，工质的选择需要考虑下面三个重要的因素：（1）温度因素：工质在热管的工质温度下应具有合适的压力；（2）相容性因素：选用的工质和管材之间不起化学变化；（3）物性因素：工质的物性要有利于管内的流动和传热；（4）安全和经济性因素：工质无毒，容易取得，价格便宜。
下面分别讨论上述三项因素。
1．温度因素：这是最重要的一个原则，是首先要满足的一个因素。
从原则上讲，任何一种工质，都有它自己可以工作的温度范围，其下限是工质的凝固点，上限是热力学临界点。
例如，对于水，其凝固点为0℃（1 个大气压下），临界点为374.15 ℃。
但实际上，工质工作的合适温度范围要小得多。
主要考虑是：在热管的工作温度范围内，热管的工质要具有合适的压力。
所谓合适的压力，主要是从管壳的强度来考虑的。
压力太高，则需要更厚的管壁，在工程上不但不经济，也是不安全的。
以水为例，在250℃下，管内压力为0.4mPa，即40 大气压，一般认为是水工质应用的上限。
另一方面，管内蒸汽压力太低也不好，会使管内残留的不凝气体（由于抽空、清洗等工艺不严格产生的）所占空间的比例增大，致使凝结段端部有相当一段管子不能参加工作，使热管的传热性能变坏，例如，对于水为工质的热管，当在100℃工作时，管内蒸汽压力为1bar ，假定不凝气体积聚在凝结段端部的长度为2cm；若工作温度变为 3 5℃，则管内压力为0.05bar, 这时，根据理想气体的状态方程，可知管内不凝气体所占有的长度（体积）将增大至33cm，这对热管的工作将长生严重的影响。
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热水器遇到的主要危险是露点腐蚀,因其壁温
太低;而热管余热锅炉遇到的主要问题是传热
温差过低,管子根数过多,使其经济性和投资回
收年限加长;而热管空气预热器基本上能满足
各项要求。所以,对于低温烟气的余热回收,采
范围内工作,这就要求相应改变热管的工质,遗
憾的是,在200一500℃的温度范围内,除了水
之外,目前尚没有非常理想的工质可供大规模
地选用。这还是一个正在研究的课题。
3.露点腐蚀在烟道气中总会含有一定量
的硫酸蒸气,当热管的表面温度低于硫酸蒸气
的露点时,硫酸蒸气将在壁面上凝结成液体(硫
酸)而形成对壁面的腐蚀。称为露点腐蚀。露
现冷热流体的纯逆向流动,而一般的预热器则
不能。
(3)结构紧凑。金属消耗量少,占地面积
小o
(钓热管换热器的传热元件具有单根可拆
换性。
(5)热管换热器具有较高的抗露点腐蚀能
力。
(6)热管换热器中的冷热流体都是管外换
热,便于清理和维护。
热管换热器在烟道气余热回收中的应用主
要有三种:
最最高管内温度度3邪℃℃190℃℃210℃℃
月月曰启口合目J民J‘‘140℃℃110℃℃190七七,,曰.一、】旧月又,卒卒卒卒卒
管管壁沮度度度度度
换换热器型式式气一气气气一液液气~汽汽
(((((空气预热器)))(热水器)))(余热锅护)))
冷冷流体进出口口空气气水水蒸气气
温温度度0℃一250℃℃0℃一100℃℃250℃(40巴)))
传传热温差差420℃℃500℃℃29000
热热管根数数12000800012000
单单管功率率6千瓦瓦9千瓦瓦‘千瓦瓦
最最高管内温度度4,0弋弋220七七33000
烟烟气侧最低管管250℃℃110℃℃30000
壁壁温度度度度度
由表3可以看出,气一气换热采用水热管是
不可取的,因管内温度过高;气一液换热的最高
时,如图3所示。
燕气
380公斤l时
120℃
水人口
210℃140℃
烟气
1亏000公斤/时
图3江苏如东化肥厂热管余热锅炉结构
热管换热器中单根热管的传热功率可以有
很大的不同,目前,一般在().5千瓦一3千瓦之
间,对于高温烟道气应用的场合,单管传热功率
可能会超过,千瓦。如果每支热管的传输功率
管内蒸气的许用温度为2卯℃。对于水一铜热
管,根据一定的设计和工艺条件,管内许用温
度和压力可能稍许高一点,但一般也不宜超过
260一280℃。
对同一个烟气温度,当选择不同的回收方
案时,其管内温度可能有很大的差别,因而,热
管工作的安全性与回收方案的选择有关。当
然,一般来说,热管换热器可以在很宽广的温度
为锅炉给水,采暖或其它生活用水。如苏州第
三制药厂热管热水器的典型结构(见图2)。1扣f6公斤附
侧卜十一一一姻气
200℃
4tto标米,I时
图2苏州第三制药厂热管热水器结构
3.气一汽型换热热管余热锅炉,从烟气中
吸收余热产生一定压力的蒸气。如江苏如东化
肥厂热管余热锅炉,回收热负荷为20万干卡/
器而回收,若以150℃作为回收温度的下限,
则对200℃一500℃的烟气余热可回收25并一
7Q多。为了使热管换热器在烟道气的余热回收
中做到经济、高效、安全、可靠,需要解决一系列
的设计、制造和应用问题,本文从应用上进行分
析和探讨。
管式预热器传热系数高3一10倍。
(2)传热温差大。热管式空气预热器可实
一、热管换热器的优越性及应用
热管换热器作为一种新的节能设备,与其
它传统的换热设备(如列管式省煤器、空气预热
器)相比,具有以下几方面的优点。
(l)传热系数高。如热管空气预热器比列
图1哈尔滨印染厂热管空气预热器设计参数
2.气一液型换热热管热水器(省煤器)从
烟气中吸收余热,用以加热水,加热后的水可作
用气一气型换热是一种比较理想的方案。当然,
这并不是绝对的,若采取某些措施,或适当修改
设计参数,气一液型或气一汽型也可以有条件地
采用,如加大热管烟气侧的长度,增大烟气侧流
速,可使管壁温度升高;而降低热管余热锅炉提
供的蒸气压力,则可使传热温差增大,管子根
‘
数减小。这往往需要多个方案比较才能确定。
换换热器型式式气一气(热管空空气一液液气一汽汽
气气气预热器)))(热管热水器)))(热管余热锅沪}}}
冷冷流体进出口口空气气水水蒸气气
温温度度0℃一250℃℃ZOoC一80oCCC150℃(5巴)))
传传热温差差220℃℃280℃℃180℃℃
热热管根数数2舟000巧00020000
单单管功率率3.0千瓦瓦4.54千瓦瓦3。6333
却到150℃,烟气流量为12000公斤/时,回收
热负荷为25万千卡/时,烟气露点为130℃,热
管允许管内温度为250℃,上述三种方案的设
计参数比较如表1所示。农1哈尔滨印染广低通余热圈收方案的比软与分析
换热器型式气一气(热管空气预热器)气一液(热管热水器)气一汽热管余热锅护)
冷流体进出口
‘
对于500℃一25。℃范围内的中温余热,在
用三种不同方案进行回收时,所遇到的矛盾和
向题会有所转化。仍举例说明之。设烟气温度
表2对某厂中沮余热回收方案的比较与分析
要求从朽。℃降低到250℃,烟气流量为12000
公斤/时,回收热负荷为砚.4万千卡/时,烟气
露点为140℃,热管最高允许工作温度为250℃。
管内温度和最低管壁温度还可以控制在允许的
范围之内,但其单管功率可能失之过高(接近
10千瓦),这就有可能受到管内传热极限的限
制;气一汽换热在选定的蒸气压力下,其管内蒸
气温度还是偏高的,不过,若选取蒸气压力为,
巴(150℃),则可将管内蒸气温度控制在允许的
温度范围之内。
烟道气的余热回收。烟道气从燃料的品种来分,
可分为燃煤的烟道气、燃烧重油的烟道气、燃烧
气体燃料的烟道气;从炉子的结构和用途来分,
又有各种不同的类型,立式炉、卧式炉、工业锅
炉、加热炉、窑沪等等;从烟道气的温度范围来
分,具有余热回收价值的温度范围可分为三个
区间:第一为低温余热的区间,温度在250℃一
按2千瓦计算,从节能的效果看每支热管每年
可节约1.5吨燃料油或2吨标准煤。
二、方案选择的考虑因素
2,安全性热管内部的工作压力及对应的
工质饱和温度不应太高,应控制在热管许用压
力之内。如目前应用的水铜(钢铜复合管)热
管,管壳最高承受压力一般为100巴,考虑一定
的安全余量,若取许用压力为刊巴,则对应的
150℃;第二为中温余热,温度在500℃一250℃;
第三属高温余热,烟气温度在,00℃以上。不
过,大部分中小型的工业锅炉、窑炉排烟温度一
般在250℃以下。属于低温余热的范围;某些加
热护,如玻璃熔炉、轧钢加热炉、锻造加热炉等,
排烟温度较高,往往属于中温或高温的范围。
所有的烟道气的余热都可以通过热管换热
1.气一气型换热热管空气预热器,从烟气
中吸收余热,用于加热空气,加热后的空气可用
于干燥、取暖或直接返回炉中助燃。如哈尔滨
印染厂热管空气预热器,设计参数如图l所示。
回收热负荷为25KI护千卡/时。
1了℃
空气
11000公斤/时
230℃
}}}}}}}}川川川
聊聊聊聊聊姻气
12000公斤l时
热管换热器在烟道气余热回收中的应用
刘纪福邱宗梅
以高效传热元件—热管组成的热管换热器已在余热回收中得到日益广泛的应用,并取
得了明显的节能效果。广泛应用的水一铜热管
和水一钢热管的制造工艺已趋于成熟。在我国,
热管节能技术正处于不断完善提高和逐步推广
应用的阶段。
目前我国研制的热管换热器,大部分用于
”舜
点腐蚀将使管壳或翅片变薄,直接影响热管的
强度和使用寿命。不同的回收方案,对应的管
内蒸气温度不同,壁温就不同,因而抗露点腐蚀
的能力也就不同。所以,这是在烟道气的余热
回收中必须考虑的一个问题。
此外,在烟道气的余热回收中,还会遇到积
灰和磨损等问题,也是需认真对待的。但这一
般并不涉及回收方案的选择,而是在设计和运
三种应用方案的比较如表2所示。
由土面的比较可以看出,对于中温余热的
回收,采用气一液型或气一汽型是比较理想的方
案,经济性、强度和露点腐蚀都不会出现什么严
重的问题。而气一气换热,最高管内温度偏高,
达到300℃以上,这往往超出了以水为工质的
热管的许用管内温度和管内压力,因而,不便于
直接采用以水为工质的气一气换热的热管。
沮度
空气
20℃一115℃
水
20℃一80弋
蒸气
125℃(2.5巴)
t一n“2月f一,‘,.二传热温差
(℃)
热管根数
单管传输功率
(Kw)
最高管内温度
烟气侧最低管
壁温度
122℃
175
。
6‘
l斗0℃
110
2.60
~175℃