一、概況

在很多的傳熱元件中，熱管是人們所知的Z有用的傳熱元件之一。它可將大量的熱量經過其很小的截面積遠距離的傳輸而無需外加動力。近年來熱管技能飛快展開，特別是熱管換熱器在余熱收回方面取得了杰出的效果。

我國自70年代開端，展開了熱管的傳熱性能研討以及熱管在電子器件冷卻及空間飛行器方面的使用研討。自80年代初我國的熱管研討及開發的要點轉向節能及 動力的合理使用，相繼開發了熱管氣―氣換熱器、熱管余熱鍋爐、高溫熱管蒸汽發生器、高溫熱管熱風爐等各類熱管產品。因為碳鋼―水兩相閉式熱管的結構簡略、 價格低廉、制造方便，易于在工業中推廣使用，碳鋼―水相容性的根本處理，使得此類熱管得以廣泛的使用。我區煤炭儲量豐富，動力的綜合使用水平較低，因而我 區熱管研討及開發的要點為節能及動力的合理使用，在煤化工及煤轉油職業使用較多。

某煉油廠欲使用熱管換熱器收回煙氣中的余熱用以預熱助燃空氣，本課題針對這一設想擬選用氣-氣整體重力式熱管換熱器，管材選用碳鋼，介質選用水。

二、重力熱管及其換熱器簡介

2.1 重力熱管的作業原理

兩相閉式熱虹吸管（Two―PHase CLosedTHermosypHon）又稱重力熱管，簡稱熱虹吸管，與一般熱管相同，使用工質的蒸騰和冷凝來傳遞熱量，且不需求外加動力而工質自行循 環。但與一般熱管所不同的是熱管管內沒有吸液芯，冷凝液從冷凝段返回到蒸騰段不是靠吸液芯所發生的毛細力，而是靠冷凝液本身的重力，因而熱虹吸管的作業具 有必定的方向性，蒸騰段有必要置于冷凝段的下方，這樣才能使冷凝液靠本身重力得以返回到蒸騰段。

2.2 重力熱管的根本特性

熱管是依托本身內部作業液體相變來實現傳熱的傳熱元件，具有以下根本特征。

很高的導熱性 熱管內部首要靠作業液體的汽―液相變傳熱，熱阻很小，因而具有很高的導熱才能，與銀、銅、鋁等金屬相比，單位重量的熱管能夠多傳遞幾個數量級的熱量。

（2）暖流密度可變性 熱管能夠獨立改動蒸騰段或冷卻段的加熱面積，即以較小的加熱面積輸入熱量，而以較大的冷卻面積輸出熱量，或許熱管能夠較大的加熱面積輸入熱量，而以較小的冷卻面積輸出熱量，這樣即能夠改動暖流密度，處理一些其他辦法難以處理的傳熱難題。

（3）暖流方向的可逆性 一根水平放置的有芯熱管，因為其內部循環動力是毛細力。因而恣意一端受熱就可作為蒸騰段，而另一端向外散熱就成為冷凝段。

（4）環境的適應性 熱管的形狀可隨熱源和冷源的條件變化而做成各種形狀，熱管也可做成分離式的以適應長距離或冷暖流體不能混合的情況下的換熱。熱管既能夠用于地上（重力場），也可用于空間（無重力場）。

三、環肋管的傳熱核算

中溫熱管換熱技能是熱管使用技能比較老練的范疇，有寬廣的展開遠景。中溫熱管換熱器規劃時要考慮多方面的影響，比較復雜。但中溫熱管換熱器的設 計首要會集在對熱管的挑選，并要求規劃核算出換熱器需求的熱管總數，本章以詳細工程實踐為背景進行換熱器的規劃，Z終給出了換熱器的結構形式。

3.1煙氣及空氣參數的斷定

某煉油廠欲使用熱管換熱器收回煙氣中的余熱用以預熱空氣，擬用氣-氣整體重力式熱管換熱器

煙氣流量：VH=7000 m3/H （標況） 排煙溫度：t1H=160～250 ℃

空氣流量：Vc=6500 m3/H （標況）

選定煙氣出口溫度為t2H=120℃，首要是為了充分使用熱量，應盡量下降煙氣出口溫度，但過低的溫度不利于排灰，另外，還要考慮到低于120℃時硫的腐蝕性較強。選定進口空氣溫度為t1c=20 ℃，是依據一般情況下的環境溫度決議的。

3.1.1煙氣側熱管外外表選用加大節距的環形翅片的方案規劃

已知參數：

煙氣流量7000m3/H（標準狀況），排煙溫度160～250℃；

助燃空氣流量6500m3/H（標準狀況），空氣進熱管換熱器溫度20℃。

依據換熱器運轉的溫度規模和技能要求，選用熱管換熱器，熱管為重力熱管，并選用水為熱管工質，管殼資料為碳鋼，翅片與管殼銜接方法為高頻焊接。

四、定論

本規劃經過理論核算斷定了在特定條件下中溫重力熱管的Z佳結構形式。

添加熱管換熱器今后，不影響鍋爐正常運轉，不需求改動鍋爐輔佐設備，如（鼓風機、引風機、除塵器等），并且下降排煙溫度（仍高于煙氣酸露點，不 會腐蝕設備），削減排煙熱丟失，進步鍋爐焚燒所需的空氣溫度，對鍋爐焚燒的穩定性及經濟性都大有益處。設備初出資的收回期短（1.32年）。

進步節能功率是當時社會一起重視的大事，而作為耗能大戶的工廠企業關于煙氣廢熱收回使用的要求十分火急，現在廢熱的收回再使用在我國才剛剛開端 展開起來，選用熱管技能，將煙氣廢熱收回再使用于熱水加熱、采暖、制冷空調等方面，進一步進步節能功率。由此可得，熱管換熱器將會具有廣泛的使用遠景和發 展潛力，同時會取得杰出的經濟效益和社會效益。