热管换热器的构造与作用有哪些

  热管换热器常常为气-气式热管换热器和气液式热管换热器。前者，从排烟中回收热量，然后加热空气。后者，从排烟中回收热量，然后加热水。在各种窑炉和小型锅炉的尾部烟道中，这两种热管换热器都有应用。

 气气式热管换热器的构造，如图7-1所示。气液式热管换热器的构造，如图7-2所示。

 气气热管换热器产生的热空气，可用于炉膛助燃和烘干毛坯等，如四吨锅炉或排热量相当的窑炉，每小时回收10万千卡的热量，相当于116.3kW的电所产生的热量。

 气液热管换热器产生的热水可用于锅炉给水、浴池用水和工业用水等。

 热管换热器主要由热管、隔板和壳体组成。热管是基本换热元件，每只热管都是独立的，可拆卸的。热管的尺寸，包括长度、管径以及采用多少根热管和按什么样方式进行排列等，都要根据设计计算来确定。

 壳体的作用，是把热管支撑和包围起来，组成通道，一般分为两部分，加热段壳体与冷却段壳体，前者与热流体通道相连接，后者与冷流体通道相连接。

 热管的排列方式是通过隔板来实现的。隔板把热管分隔成加热段和冷却段，热流体（烟气）从加热段经过，冷流体（空气或水）从冷却段经过，热量通过热管中的工作介质，由热流体传给冷流体。隔板把热流体和冷流体分开，只允许冷、热流体之间热量传递，不允许它们之间渗混。从结构上要保证热管相对隔板既是可拆卸的，又是密封的，同时，还要允许热管沿轴线方向自由膨胀。

 为了增加冷、热流体的受热面，在热管的冷却段和加热段管外都装有翅片。为装入烟道中方便起见，热管换热器的冷却段和加热段都设有冷流和热流的进出口法兰，与管道的法兰相连接。热管的工作位置可以水平放、垂直放和与水平成某一角度，为了降低设备的成本，常采用无吸液芯重力辅助的热管，这样热管一般都取垂直的工作状态。

 窑炉和小型锅炉排烟道中应用的热管换热器的外廓尺寸，一般为600mm×1000mm×1600mm左右，总重量为500kg左右。如烟道为水平的，离地面不太高，可把热管换热器直接架入烟道中，不用把烟道引到地面上来。由于热管在检查、更换时，不需要停炉，因此，一般不需要设辅助烟道，如在地下烟道中安装时，为了检查、测试的方便，可设一个旁通烟道，作为临时应用。

热管换热器在各种窑炉和小型锅炉尾部排烟道中应用，进行余热回收，综合起来有如下的作用。

1. 降低排烟温度

  可使排烟温度降低60 ~ 80℃左右，如窑炉和小型锅炉的排烟温度为250℃，经过热管换热器后，可降到180℃C，达到国家规定的烟气温度排放标准。

2. 节省燃料

  由于排烟温度高，带走的热量是很多的，例如四吨锅炉，排烟温度按250℃C，排烟量按6500kgh，以零度为基准，通过排烟带走的热量可用下式计算：

  Q=6500kg/hx0.26kcal/（kg-C）×250°C=422500kcal/h

  每小时带走40万千卡的热量，相当于80kg煤，考虑到锅炉的热效率，相当于每小时排烟中扔掉近110kg煤。如从排烟中回收余热15%左右，约为16.5kg/h。工业窑炉和锅炉，每天按10h运行计算，每年运行300天。一台4锅炉每年节煤为：

  16.5kg/h×10hx300-50×103kg=50吨煤

  由此看来，小型锅炉节煤的潜力是相当大的。

3. 改善环境污染

  利用热管换热器作为空气预热器，从排烟中回收热量，加热空气，引入炉膛助燃。空气温度可被加热到80℃C左右，热风助燃与冷风助燃相比，炉膛的燃烧效率可显著提高，可使燃烧更充分，降低排烟中的含碳量；另外，排烟经过热管换热器的管束时，还可以挡下来一部分灰尘，降低排烟中的含尘量；这些都有利于改善环境污染。

4. 有利于烧劣质煤

 热风助燃，可提高燃烧效率，燃烧温度也高，有利于含水分和含灰分量高的劣质煤燃烧。这在产劣质煤的地区应用更有重要的意义。