管式空气预热器的工作原理

热管式空气预热器

热管是一种高效的传热元件，早在上世纪40年代热管的概念就已提出，直到60年代，由于宇宙航行的需要，热管才在宇航技术中得以应用。此后发展很快，70年代热管就已广泛应用于电子、机械、石油、化工等行业。从那时起，国内石油化工管式炉、锅炉上就开始使用热管式空气预热器来回收烟气余热，并迅速得到推广，到目前为止估计已有数百台在运行中。它与管式和回转式等其他空气预热器相比，具有体积小、质量轻、效率高、不易受低温露点腐蚀等优点，这也就是它被迅速推广和应用的原因。

1、热管

1)热管的工作原理和分类

热管是一根两端密封，内部抽真空并充有工质的管子。其一端(热端)被加热时，工质吸热蒸发并流向另一端(冷端)，在那里将热量释放给管外的冷介质而冷凝，冷凝液流回热端，再吸热蒸发，如此循环，完成热量传递。由于汽化潜热大，所以在极小的温差下就能把大量的热量从管子的一端传至另一端。

图1 热管工作原理示意图

,a,重力式热管,热虹吸管,(b)毛细力热管,吸液芯热管,

热管种类繁多，可按工质回流原理，工作温度、形状或工质等来分类。 按冷凝液回流原理来分主要有重力式(热虹吸式)热管和毛细力式(吸液芯式)热管两种。故名思义，重力式热管的冷凝液靠重力回流，因此只能垂直安装或倾斜安装，热端在下，冷端在上。毛细力式热管热端吸液芯中的工质吸热蒸发时，蒸发压力大于冷端，由此压差将蒸汽从蒸发段驱送至冷端，而冷凝液靠毛细压力送回蒸发段，以补充蒸发消耗了的工质。因此其安装位置不受限制，甚至可与重力式热管相反，即热端在上，冷端在下也照样运行。图1表示了这两种热管的工作原理。此外，还有依靠静电体积力使工质回流的电流体动力热管;依靠磁体积力使工质回流的磁流体动力热管;依靠渗透膜两侧工质的浓度差进行渗透使工质回流的渗透热管;靠离心力分力回流的旋转式热管等等。

按工作温度可分为五类:

(1)超低温热管，工作温度低于-200?;

空气预热器工作原理

空气预热器主要是通过加热了的烟气和待加热的空气进行热交换，使得待加热的空气吸收到烟气中的热量，从而提高了空气的温度。其具体工作原理如下：

1.烟气进入预热器的导管，并通过预热器的管道内部流动。

2.待加热的空气从预热器的进气口进入，并通过预热器管道与烟气接触。

3.通过热交换，待加热的空气吸收到烟气中的热量，并逐渐升高温度。

4.经过预热器管道内部连续循环流动，待加热的空气逐渐达到所需要的温度。

5.最后，加热后的空气流向下一个热源，如锅炉或工业炉，以供燃烧或加工使用。

空气预热器工作原理的核心就是利用烟气的高温，通过与待加热的空气热交换，使得空气中吸收到烟气的热量，从而实现升温的目的。这样可以有效降低燃料的消耗，提高热能利用效率，达到节能减排的目的。

２００７年第ｌｌ期（总第１１９期）　应用能源技术　２５　

管式空气预热器堵灰机理的分析　

孙锡岩。郭义　

（国电双鸭山发电有限公司，黑龙江双鸭山１５５１３６）　

摘要：根据某电厂空气预热器堵灰的实际情况，在分析堵灰形成的机理和设备实际运行　情况基础上，结合多年的检修及设备管理经验，对管式空气预热器堵灰的原因及预防措施进行　了分析综述，为同类型管式空气预热器预防堵灰提供参考。　关键词：管式空气预热器；堵灰；设备管理　中图分类号：ＴＫ２２３．３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００９—３２３０（２０Ｏｒ７）１１—００２５—０３　

Ｔｈｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｓｈ　Ｃｌｏｇｇｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｔｕｂｕｌａｒ　Ａｉｒ　Ｐｒｅ——ｈｅａｔｅｒ　

ＳＵＮ　Ｘｉ—ｙａｈ，ＧＵＯ　Ｙｉ　（Ｇｕｏ　ｄｉａｎ　Ｓｈｕａｎｇ　Ｙａ—ｓｈａｌｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｃｏ．Ｌｔｄ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｃｌｏｇｇｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｐｒｅ—ｈｅａｔｅｒ，ａｎｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｌ０ｇ舀ｎｇ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｗｉｔｈ　ｙｅａｒｓ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｉｎ　ｍａｎａｇｅ—　ｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎａｒｙ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｏｆ　ａｓｈ　ｃｌｏｇ　ｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｕｂｕ—　ｌａｒ　ａｉｒ　ｐｒｅ—ｈｅａｔｅｒ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｓｕｍｍｅｄ　ｕｐ．Ｔｈｕｓ　ｉｔ　Ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｔｕｂｕｌａｒ　ａｉｒ　ｐｒｅ—ｈｅａｔｅｒ；Ｃｌｏｇｇｉｎｇ；Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　

热管式余热节能交换器

（热管式空气预热器）

安装使用说明书

上海蕲黄节能设备有限公司

一．概述

1、热管简介

热管是一种具有高传热性能元件，它通过密闭真空管壳内工作介质的相变潜热来传递能量，其传热性能类似于超导体性能，因此它具有传热能力大，传热效率高的特点。

典型的重力热管如又图所示，在密闭的管内先抽成1~2×10PA的负压，在此状态下充入适量工质。在热管的下端（受热段）加热，工质吸收热量汽化为蒸汽，在微小的压差下，上升到热管上端（放热段），并向外界放出热量，且凝结为液体。冷凝液在重力的作用下，沿着热管内壁返回到受热段，并再次受热汽化，如此循环往复，连续不断的将热量从一端传向另一端。由于是相变传热，因此热管内阻很小，所以能以较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具有单向导热的特点，特别是由于热管的特有机理，例冷热流体之间的热交换在管外进行，并可以方便的进行强化传热。

热管这种传热元件可以单根使用也可以组合使用，根据用户现场的条件，配以相应的流通结构组合成各种形式的换热器，热管换热器具有传热效率高，阻力损失小，结构紧凑、工作可靠和维护费用小等多种优点，它在空间技术、电子、冶金、动力、石油、化工等各种行业都得到了广泛的应用。

2、结构特点

热管空气预热器由箱体、热管管束、中隔板组成。箱体分为两侧：一侧流体为烟气，一侧流体为空气。

特点：

1、烟气和空气由中隔板隔开，热管腰环与中隔板密封良好，两侧流体不串流。

2、烟气和空气通过管件外表面换热，换热面积易于扩展。

3、可调节管件表面翅片和翅片距，控制管壁温度避免烟气侧堵灰和酸腐蚀。

4、少数管件的漏穿不会造成烟气和空气的串流。

二．设备安装

1、设备在工艺及土建设计的预定位置吊装。吊装时按图纸所示位置或经相关技术人员同意的位置起吊，起吊时不应有附加载荷或冲击载荷。

2、设备按实际位置就位后校正水平，设备底筐与基础支撑应该接触均匀，不应出现不稳现象。