烟气余热利用的热管式换热器设计

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热管是-种具有极高导热性能的新型传热元件， 它通过在全封闭真空管内的液体
的蒸发与凝结来传递热量， 它利用毛吸作用等流体原理， 起到良好的制冷效果。 具有
极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、 温
度可控制等特点。 将热管散热器的基板与晶闸管等大功率电力电子器件的管芯紧密接
触，可直接将管芯的热量快速导出。
热管传热技术于六十年代初期由美国的科学家发明
[1]
，它是利用封闭工作腔内工
质的相变循环进行热量传输， 因而具有传输热量大及传输效率高等特点。 随着热管制
造成本的降低， 尤其是九十年代前后随着水碳钢热管相容性问题的解决， 热管凭借其
巨大的传热能力，被广泛应用于石油、化工、食品、 造纸、冶金等领域的余热回收系
统中。热管气- 气换热器是最能体现热管优越性的热管换热器产品，它正在逐步取代
传统的管壳式换热器。热管气- 气换热器是目前应用最广泛的-种气-气换热器。
我国的能源短缺问题日趋严重，节能已被提到了重要的议事日程。大量的工业锅
炉和各种窑炉、加热炉所排放的高温烟气，用热管气- 气换热器进行余热回收，所得
到的高温空气可用于助燃或干燥， 因此应用前景非常广阔。 据有关报道称， 我国三分
之二的能源被锅炉吞噬， 而我国工业锅炉的实际运行效率只有 65%左右， 工业发达国
家的燃煤工业锅炉运行热效率达 85%， 因此， 提高工业锅炉的热效率， 节能潜力十分
巨大。 如果我国锅炉的热效率能够提高 10%， 节约的能耗则相当于三峡水库-年的发
电量，做好工业锅炉及窑炉的节能工作对节约能源具有十分重要的意义
[26]
。
利用热管气- 气换热器代替传统的管壳式气-气换热器，-方面，能够大大提高预热
空气进入炉内的温度，降低烟气温度， 从而大大提高锅炉的热效率；另-方面， 热管
气- 气换热器运行压降非常小，有时甚至不需要增加引风机等设备，从而使得运行费
用大大降低。