热管预热器的工作原理及组成

　　热管预热器是一种利用热管技术实现余热回收的设备，在工业领域发挥着重要作用，尤其在大容量锅炉及工业窑炉等场景应用广泛。

　　工作原理

　　热管预热器以热管为核心传热元件，热管内部被抽成负压真空状态并填充中间介质。当高温烟气经过热管预热器的蒸发段时，热管中的工质(如水)吸收烟气中的热量后蒸发汽化，变成气体向冷凝段流动。在冷凝端，水蒸汽将热量释放给冷空气，自身冷凝成为液体，然后依靠重力或毛细力作用回落到蒸发段。如此往复循环，完成冷、热两种介质之间的热量传递，达到预热空气的目的。

　　结构组成

　　热管预热器主要由箱体、热管束和中间隔板组成。热管束是关键部件，由若干热管构成，每根热管被分隔冷、热两种气体的中心隔板严格隔开和支撑，具有良好的密封性能，确保冷热气体不会互相串通。即使热管元件烟气侧一端被腐蚀磨穿，也只会引起该管失效，空气绝不会漏到烟气侧，不存在漏风问题。

　　显著优点

　　高效传热：热管是一种具有良好导热性能的传热元件，其当量导热系数比已知金属高，热管传热系数是光管的13倍，是翅片管的7倍，能够快速传递热量，提高余热回收效率。

　　抗低温腐蚀：可通过调整冷、热端换热面积来调节热管的管壁温度，使其避开烟气酸露点，从而避免低温腐蚀。在相同条件下，热管低壁温可比回转式波形换热元件壁温高20 - 30℃，大大减轻了低温腐蚀。

　　结构紧凑：体积小，烟气流动阻力小，可节省安装空间，降低设备运行能耗。

　　运行稳定：单根热管可以拆换，当部分热管出现故障时，不会影响整个设备的正常运行，维护方便，减少了设备停机时间。

　　节能降耗：消耗电能少，运行费用低。热管漏风小，减少了引送风机的电耗，而且设备本身无电能消耗，提高了经济效益。

　　不足之处

　　热管易失效：受经济因素影响，电站主要采用钢 - 水重力热管，但钢与水存在化学不相容性，会产生不凝结气体，导致热管容易失效。

　　易积灰堵灰：为了增加热管空气预热器的捕热能力，热管元件的加热段与冷凝段管外都加装了翅片，烟气侧翅片间距一般为8 - 15mm。电站锅炉多燃用高灰劣质煤，采用这样密集的翅片，很可能使热管空气预热器发生积灰和堵灰现象，导致烟道阻力增加、排烟温度升高。

　　制造成本高：由于采用无缝钢管，热管式空气预热器成本高，通常将其作为低温段空气预热器，而不易腐蚀的高温段仍采用普通管式空气预热器。