两用热管换热器在锅炉烟气余热回收中的应用黑龙江省农垦总局能源办公室佟启玉0前言近年来，以热管为传热元件的热管换热器，由于具有体积小，重量轻，传热系数高，无运动部件，结构简单和维修容易等优点，已广泛应用于余热利用的节能工程中。在150 350℃范围内的余热回收，最理想而又最便宜的工质是水，至于热管管壳应和水是不相容的材料，最好的为紫铜，但铜管强度差，工作温度仅能限制在200℃以下，即使采用铜钢复合管，效果也不佳，经过热工理论家们多年研究碳钢水热管的相容研究，铜管内表面采用钝化处理，介质中添加了缓蚀剂，这样保证热管的寿命，累计寿命实验时间超过两万小时，目前利用烟气余热主要有以下三种形式：（1）利用烟气余热加热水，采用气―液热管换热器。
　　（2）利用烟气余热加热锅炉一次空气，采用气―气型热管换热器。
　　（3）利用烟气余热，既加热采暖水又可加热锅炉一次风。采用气―气、气―液热管换热器。
　　第三种形式一机两用。容器为于常压，造价低。
　　冬天既可解决北方的采暖问题，夏季可加热锅炉一次空气，加强燃烧。对北方地区有着独特的使用效果，下面通过以下五个方面来详细论述该项技术：1烟气余热两用热管换热器技术的原理该项技术，其冷端为两段，即水受热段和空气受热段，在冬季使用水段受热段，即加热采暖的水，因两用热管换热器的水箱是非压力容器设计，热水循环系统的顺序是：热水泵的出口―热水采暖系统―热管换热器―热水泵吸口（同时关闭风阀使一次风走旁路）。在春、秋过度时期，能同时使用水受热段和空气受热段，可打开风阀，可同时供热水和热风。在夏季，关闭水阀，放掉水，打开风阀，关闭旁路风阀，可供锅炉一次热风。
　　加热段的工质将沸腾或蒸发，吸收汽化潜热，由液体变为蒸汽，产生的蒸汽在管内一定压差作用下，流动到冷却段，蒸汽遇到冷的壁面后凝结成液体，同时放出汽化潜热，冷凝下来的液体，靠重力回流到加热段，重新开始蒸发吸热过程，通过管内介质的连续相变，完成了热量的连续转移。
　　2设计参数及主要结构尺寸某农场热力站两台锅炉，据原始锅炉数据和拆除省煤器后的测试数据，确定设计参数如表1、换热器主要结构尺寸如表2.
　　锅炉类别换热前烟气换热后烟气烟气流量烟气放出热量回收余热锅炉类别传热系数W/℃热管尺寸计算回收热量烟水烟气外径根数个总长分段长（mm）L3空气烟水烟气3烟气余热回收系统的布局和结构概要该农场热力站负责的采暖面积约为8000m按每平方米的采暖指标。3KJ/h计算，小时供热量应为3350000KJ/h ，考虑到在冬季运行负荷较低时，运行一台6T/h锅炉仅能靠余热供热烟气余热回收系统，为重力式碳钢―水热管换热器，受热段为烟气段，烟气横向掠过带翅片的热管热端。放热段为水段和空气段。一般情况下水段用于冬季采暖加热水，而空气段，则在夏季加热锅炉一次应用。冬夏二季可以用水阀和风阀切换。
　　因两用热管换热器在运行状况时热管烟气接触段是高温段，低温段与烟气隔离，所以其积灰状况较铸铁省煤器大为减轻，运行实际表明烟气冲刷段积灰较少，而且很疏松，自行设计了双通道自动吹灰结构，即在关闭一侧通道的短时间内使一侧的烟气流速提高到10 15m/s ，自行冲刷。
　　4节能量及经济效益分析以某农场一台6吨锅炉利用系统来计算。
　　4 .1回收余热量以检测报告中看出烟气进换热器温度为306度，回收余热量达8000KJ/h.夏天加热锅炉一次风的回收余热量实测为0000KJ/h ，（KW）。
　　4 .2节能量取锅炉热效率为68 ，冬季按5个月运行，每天按16小时满负荷， 8小时半负荷，折合运行时间为3000小时，夏季运行按6个月，按8小时满负荷，16小时半负荷，折合成运行时间为2880小时。
　　冬季小时节煤量=夏季小时节煤量=节煤量=改造前后对比节约蒸汽3629t（改造前一个采暖期供汽为4629t ，改造后耗汽1000t），t汽经验值为0.17tce/t ，则可节煤617吨标煤，可节约14.2万元的经济效益。
　　纯节能效益25.539万元4 .3经济效益分析（静态）整套烟气余热系统的投资为28.4万元，包括配套设备的投资。
　　投资利用率=年净收益总额固定总投资投资偿还年限=固定总投资年净收益5烟气余热装置的效果及改进意见（1）具有加热采暖水和锅炉一次风两用，并可相互调节的特点。改善了热管换热器用途单一的缺点，结构形式独特，使用新颖，为综合利用开创了新的途径。
　　（2）系统具有双通道自吹灰结构，保证表面清洁，换热正常。
　　（3）系统换热器的效率高，据专业部门测试可达到93 ，运行操作简便，故障少。
　　（4）效益明显，投资回收快，节能经济效益非常明显。
　　（5）拆除省煤器后，烟侧阻力减少，引风量增加，增加两用热管换热器后，空气侧阻力有所增加，鼓风量减少。
　　（6）气水气型两用热管换热器，由于水箱，上下管板导热管为焊接，易变形，热管失效时，只能在现场更换，所以应制造成可拆热管换热器。