文 献 综 述

1.1 前言

在我国日益紧张的能源形势下，节能减排已逐渐被重视起来，其中工业余热回收是节能减排工作中重要的一部分。在工业设备的节能减排中，各种锅炉、窑炉和加热炉等排烟余热回收设备装置的数量增长迅速，其中空气预热器就是加热炉节能减排的关键设备之一。空气预热器有传热式预热器和蓄热式预热器两种，传热式空气预热器烟气的热量是持续不断的由传热面传给空气的，以管箱式预热器为主。这种预热器高温段磨损严重，低温段有腐蚀、堵灰等缺陷；蓄热式空气预热器的热量是由受热面金属收集烟气的热量，然后再传给空气，以回转式空气预热器为主。回转式空气预热器的致命弱点是低温腐蚀，而且堵灰问题难以解决，漏风故障日益严重。所以在设计中采取有效措施，提高空气预热器的传热效率和使用年限对工业烟气余热回收和节能有重要意义。^[1]-[3]

1.2国内外研究现状

1.2.1国内研究现状

热管空气预热器是20世纪60年代后期发展起来的高效率热交换器，相较于国外来说，我国发展应用的也很快。南京炼油厂、石油二厂已采用了热管技术，它主要用于低温（200-350℃）烟气的余热回收，预热空气的效果显著。目前大连的一些用于锻造的加热炉上面也在使用热管技术，相继的扬子石化乙烯裂解装置空气预热器投用率也达到了100％，运行平稳，节能效果好。

20世纪70年代到80年代，华南理工大学和北京理工大学对螺旋管进行了实验研究，虽取得了显著成效，但螺旋槽管空气预热器最终是东南大学的研究成果。目前，不管是从传热、流阻还是有相变对流和无相变冷凝换热来看，螺旋管的强化传热已经达到较高的水平。

随着热管式、螺旋管式换热器的投入使用暴露出了一些问题，比如露点腐蚀与积灰，近年来已经研究开发出了组合式空气预热器可以避免低温腐蚀和减轻堵灰。宁夏石嘴山发电厂7号炉用螺旋管式和热管式组合式空气预热器代替回转式空气预热器是国内首例，从宏观上看算是成功的，但排烟温度还是高，后来邢台发电厂解决了这个问题。当然随着材料的不断发展，也促进了空气预热器的改良，青岛的德固特制造有限公司的浮管高效空气预热器材料采用的就是耐腐蚀的美标A387系列，比单管补偿式空气预热器成本低便于维护。

1.2.2国外研究现状

1961年”热管”由美国的G.M.Grover命名之后，美国、欧洲和日本等国家都进行了大量的研究工作，1970年到1980年美国等工业发达国家也相继开始了螺旋管的研究。自此热管式换热器与螺旋管式换热器开始出现并投入使用，法国的Fives-Cail Babcock公司在Grand-Que villy的AGQ合成氨厂建了废热锅炉余热回收装置，主要包括热管换热器、空气预热器等，废气温度从1000℃降到175℃，回收的热量40#215;10⁶kcal/h.