熱管式空氣預(yù)熱器是一種的熱量交換設(shè)備，廣泛用于工業(yè)爐、鍋爐等系統(tǒng)中，用于回收高溫?zé)煔庵械臒崃?，提高能源利用效率?/span>

### 一、基本原理

熱管是一種依靠自身內(nèi)部工作液體的相變來實現(xiàn)熱量傳遞的傳熱元件，其內(nèi)部是高真空度，工作液體在熱端受熱時汽化，帶走熱量，然后在冷端遇冷凝結(jié)，釋放熱量，通過毛細(xì)力作用，工作液體又流回?zé)岫?，如此循環(huán)，實現(xiàn)的熱交換。熱管式空氣預(yù)熱器就是利用熱管的這種特性，將高溫?zé)煔庵械臒崃總鬟f給冷空氣，使冷空氣加熱后進(jìn)入燃燒系統(tǒng)。

### 二、結(jié)構(gòu)

1. **熱管束**

- 熱管束是熱管式空氣預(yù)熱器的核心部件，通常由多根熱管組成。熱管的材質(zhì)一般為碳鋼或不銹鋼，內(nèi)裝低沸點的工作液體，如水、氨、甲苯等。

- 熱管的一端浸沒在高溫?zé)煔庵校岫耍?，另一端則暴露在冷空氣中（冷端）。

2. **外殼與隔板**

- 外殼一般采用鋼板焊接而成，其內(nèi)部通過隔板將煙氣通道和空氣通道分隔開，保證煙氣和空氣分開流動，避免混合。

- 隔板不僅起到分隔作用，還能支撐熱管，防止熱管變形或損壞。

3. **連接與支撐結(jié)構(gòu)**

- 熱管與外殼之間一般通過焊接或脹接的方式連接，確保密封性。

- 為了保證熱管式空氣預(yù)熱器的整體強度，還會設(shè)置一些支撐結(jié)構(gòu)，如肋板、拉桿等。

### 三、主要特點

1. **換熱效率高**

- 由于熱管的傳熱特性，熱管式空氣預(yù)熱器能夠?qū)⒏邷責(zé)煔庵械拇蟛糠譄崃總鬟f給冷空氣，換熱效率可達(dá)70%-90%以上。

- 這使得進(jìn)入燃燒系統(tǒng)的空氣溫度大幅提高，從而提高燃燒效率，節(jié)省燃料。

2. **結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)**

- 相比其他類型的空氣預(yù)熱器，熱管式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)相對簡單，主要由熱管束和外殼組成，沒有復(fù)雜的轉(zhuǎn)動部件，因此維護(hù)工作量較小。

- 當(dāng)熱管出現(xiàn)損壞時，可以單獨更換某根熱管，而不需要整個設(shè)備停機維修，降低了維修成本和停機時間。

3. **耐腐蝕性能好**

- 熱管的材質(zhì)可以根據(jù)不同的煙氣環(huán)境進(jìn)行選擇，對于含腐蝕性氣體的煙氣，可以選用耐腐蝕的不銹鋼材料，從而延長設(shè)備的使用壽命。

4. **運行可靠**

- 熱管式空氣預(yù)熱器在運行過程中，煙氣和空氣之間沒有直接的接觸，因此不存在因煙氣泄漏而引發(fā)的隱患。

- 并且由于熱管的傳熱特性，即使某根熱管出現(xiàn)故障，也不會影響整個系統(tǒng)的正常運行，具有良好的容錯性。

### 四、應(yīng)用

1. **工業(yè)鍋爐領(lǐng)域**

- 在工業(yè)鍋爐中，熱管式空氣預(yù)熱器可用于回收鍋爐尾部煙氣中的熱量，提高進(jìn)入鍋爐的空氣溫度，從而提高燃燒效率，降低燃料消耗。

- 例如在電站鍋爐、工業(yè)蒸汽鍋爐等設(shè)備中，安裝熱管式空氣預(yù)熱器后，可使鍋爐的熱效率提高5%-10%。

2. **加熱爐領(lǐng)域**

- 在石油化工、冶金等行業(yè)中的加熱爐中，熱管式空氣預(yù)熱器同樣可以發(fā)揮重要作用。它可以從加熱爐排出的高溫?zé)煔庵谢厥諢崃?，用于預(yù)熱燃燒空氣，提高加熱爐的熱效率，減少能源浪費。

3. **廢氣處理領(lǐng)域**

- 對于一些產(chǎn)生高溫廢氣的工業(yè)生產(chǎn)過程，如陶瓷燒成爐、玻璃熔窯等，熱管式空氣預(yù)熱器可以將其中的熱量回收利用，同時降低廢氣排放溫度，減輕對環(huán)境的熱污染。

### 五、存在問題及改進(jìn)

1. **積灰與堵塞問題**

- 煙氣中含有大量的灰塵顆粒，在長期運行過程中，這些灰塵會積聚在熱管的熱端表面，影響熱管的傳熱性能，導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降。

- 為了解決積灰問題，可以在熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計中增加清灰裝置，如吹灰器、振打器等，定期對熱管表面進(jìn)行清理。

- 另外，還可以通過優(yōu)化熱管的排列方式和煙氣流向，使灰塵不易附著在熱管表面，減少積灰現(xiàn)象。

2. **熱管失效問題**

- 熱管在長期運行過程中，可能會由于高溫、腐蝕、疲勞等原因?qū)е率В鐭峁軆?nèi)部泄漏、堵塞等。

- 為了提高熱管的可靠性，需要選擇合適的熱管材料和工作液體，并在制造過程中嚴(yán)格控制熱管的質(zhì)量。

- 同時，還可以通過增加熱管的冗余設(shè)計，即在熱管束中適當(dāng)增加一些備用熱管，當(dāng)部分熱管失效時，備用熱管可以繼續(xù)工作，保證系統(tǒng)的正常運行。

3. **適應(yīng)性不足問題**

- 目前的熱管式空氣預(yù)熱器在某些特殊環(huán)境下的適應(yīng)性還不夠強，例如在高濕度、高腐蝕性、高粉塵等惡劣條件下，性能可能會受到較大的影響。

- 針對這些問題，需要進(jìn)一步研究和開發(fā)新型的熱管材料和表面處理技術(shù)，提高熱管的抗腐蝕性能和抗積灰性能。

- 同時，還可以通過改進(jìn)熱管式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如采用多級換熱、分段換熱等方式，使其能夠更好地適應(yīng)不同的工況條件。

熱管式空氣預(yù)熱器是一種在能源利用領(lǐng)域具有廣泛發(fā)展前景的設(shè)備，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用經(jīng)驗的積累，其性能和可靠性將進(jìn)一步提高，應(yīng)用范圍也將不斷擴大。