气-气热管换热器工作原理与特点

 气-气热管换热器就是从排出的热气中吸收废热，然后，再把热量传给冷的空气的一种新型换热器。这种换热器有它独特的优点，特别适用于工业中各种热气的热回收。气气热管换热器是余热利用、节省能源的理想设备之一。

 气-气热管换热器类似于锅炉中常用的空气预热器。空气预热器像省煤器和蒸气过热器一样成了大型锅炉整体中正常而必要的一部分。空气预热器的应用简化了，并加速了燃料的烘干过程，减少了低值燃料和湿燃料着火的困难，并且扩大了这些燃料经济燃烧的可能。空气预热同样还可以提高锅炉整体的蒸气生产量。空气预热器能够把排出的烟气加以高度冷却。这是由于进入空气预热器的空气温度比较低（一般在20 ~40℃C）和在空气预热器中空气与烟气成逆流换热的结果。但是，空气预热器所排出的烟气的温度受到限制，既决定于技术经济条件，也决定于必须避免在空气预热器的金属表面上结成水滴，因为水滴会引起金属壁的腐蚀，灰分也会粘在湿金属壁上便之加速积垢。燃料中含硫愈多，在金属壁上结成的水滴就会愈危险。从空气预热器中排出的容许温度决定于必须使金属壁温度高于烟气露点的条件。空气预热器与省煤器不同，省煤器的管壁温度可以接近于水温，而空气预热器的烟气方面及空气方面的放热系数彼此区别不大，因此空气预热器壁的温度将是烟气温度及空气温度中间的某一值。最冷地方的金属壁温度仍比露点温度高出几度。

一般空气预热器的缺点是过于笨重，愈提高烟气冷却程度或者空气的加热温度，空气预热器就愈加笨重。而气-气热管换热器可以说成是空气预热器的一种，但是，空气预热器的优点，气气热管换热器都有，而其缺点气-气热管换热器却没有。

采用空气预热器能把排出烟气时带走的热量损失减少到能够容许的程度。每当使排出烟气的温度降低20℃，锅炉整体的效率可提高约1%，此外，空气预热能使炉膛中和前部烟道中的烟气温度有某些提高。在这些地方，烟气与水或蒸气的温度差将会增加，因而经过受热面传过的热量也就增加了。辐射传递的热量增加得尤为显著。气-气热管换热器完全可以达到空气预热器的指标和功能。

我国目前所采用的气-气热管换热器中的热管都是由外径25mm的钢铜复合管制成，外部绕或串钢翅片，管子内表面有纵向细沟槽。沟槽截面大约为0.4mm×0.4mm，1.5~2m长的热管其传递功率一般为2KW左右。

气气热管换热器在外国已经达到系列化和商品化，热管的长度从0.61m到3.6m，有的可达到5m，管束高度从0.52m到1.8m，在流动方向上的管排数为3~12排不等。

气-气热管换热器综合起来有如下一些特点：

（1）传热性能高。由于热管换热器的加热段和冷凝段都带有翅片，大大增加了扩展表面，因此，其传热系数比普通光管空气换热器的要大好多倍。

（2）对数平均温差大。由于热管换热器可以方便地作到冷流体与热流体的纯逆向流动，这样在相同的进、出口温度，就可以产生最大的对数平均温差。

（3）传热量大。由于热管换热器的传热系数和对数平均温差大，因此，传输的热量就大。

（4）体积小、重量轻、结构紧凑。由于热管换热器所传输的热量大，因此，在传输同样的热量情况下，热管换热器就显得体极小、重量轻、结构非常紧凑，因而金属的消耗量小，占地面积也可以大大减少。热管换热器这一独特的优点就使热管换热器在运输式设备上、进行余热回收等应用方面开辟了广阔的天地。如以前在蒸汽机车上、燃气轮机车上、船舶上应用一般的空气换热器都因为其体积和重量的指标通不过而宣告失败的。由于热管换热器具有上述的特点，我们已把热管换热器应用到蒸汽机车上了，经过近一年的实际考验获得成功。这就为热管更广泛地应用创造了有利的条件。

（5）便于拆装、检查和更换。热管换热器是由许多根独立的换热元件-热管按着一定的排列方式组成的。因此更换部分热管不会影响热管换热器整体的正常工作。

（6）热管换热器具有很大的灵活性。可以根据不同的热负荷和气体的流量将几个热管换热器串联或并联起来使用。