文 献 综 述

1 课题背景与意义

空气预热器作为余热回收利用的基础装置，在电厂等高耗能产业中担负着锅炉燃烧烟气余热再利用和加热燃烧空气的重要责任。在节能减排大形势下，科学地对换热器的性能评价分析不仅影响其研制、设计、生产和使用，对能源消耗和污染物控制都有一定的作用。

热管式换热器从根本上解决了常规换热器存在的换热效率低、低温受热面腐蚀、积灰和冷热侧流体泄露的问题，在石油、化工和动力工程等领域取得了成功的应用^[1]。因此，采用多种性能分析方法对换热器进行评估可以更加清晰地了解其缺陷，从而进行改进与升级，提高能源利用率，对于节能减排有着重要的意义。

2 热管式空气预热器的介绍

热管式空气预热器的典型结构由热管管束、外壳和隔板组成。隔板用来将热管的蒸发段和凝结段隔开，以保证相应于蒸发段与凝结段的关外通道分别流过热气体与冷气体。热管外壁加有翅片，以加强气侧换热效果。热管蒸发段、冷凝段的长度，翅化比可按给定的传热量、气流温度、流量以及气流性质、清洁程度等各段独立给定，两端互不牵连，这就从结构上保证了热管式空气预热器能适用于温度、流量及清洁程度相差悬殊的两种气体间的传热^[2]。

2.1 设计过程和基本方法

热管换热器的工艺设计计算内容包括热管和换热器两个部分。

热管是热管式换热器的最为基本的元件，由管壳、管芯和蒸汽通道组成。热管外表面常具有翅片，单位体积的换热面积大，使得整台换热器的结构变得更加紧凑，应用范围更加广阔。

首先热管设计计算有四个步骤：根据蒸汽速度确定热管直径；按照工作压力进行强度校核；按照毛细极限计算吸液芯；验算其他极限^[3]。管径设计原则是在蒸汽通道中蒸汽速度最大马赫数不超过0.2，管壳设计中要求保证正常使用的应力需求，吸液芯设计的重要点是结构简单、制造方便、成本低廉^[4]。