[科普中国]-复合相变换热器

结构与原理

复合相变换热器主要由两部分组成：一是蒸发段，二是冷凝段。冷凝段分为冷凝I段和冷凝II段。蒸发段指烟道内的（FxH）吸收烟气热量，使得（FxH）管内热工质处于相变状态。冷凝I段指管内蒸汽（相变态热工质）沿上升管进入冷凝I段，在冷凝I段中管内蒸汽对管外加热介质(水、空气)加热。在该段中蒸汽被冷凝成液体，并沿下降管回到FxH下段。通过流量调节，从而实现壁面温度可调控的目的。

适用范围复合相变换热器适用于燃煤、燃油、燃气发电锅炉及工业锅炉，可大幅降低排烟温度，提高锅炉热效率，亦可广泛应用于石油、化工、电力、冶金等各种行业的空气预热器、煤气预热器、余热锅炉、热风炉、工业窑炉等设备中。

优越特性复合相变换热器技术中“相变段”的概念是将原来热管换热器中一根根相互独立的热管，构造成整体热管。保证“相变段”受热面最低壁面温度只有微小的梯度温降。同时，利用相变传热的原理将被加热介质(如空气、水)的温度适当地提高。被预热了的空气可以保证下级空气预热器的安全，解决了低温腐蚀问题。被加热的水，回收了烟气中的余热，实现了节能的目的。它通过“相变段”温度的调节，可以对受热面最低壁面温度实现闭环控制，从而实现了壁面温度的可调控(恒定或调高调低)。

换热器金属受热面最低壁面温度处于可调控状态，使复合相变换热器能够在相当大幅度内，适应锅炉的各种煤种以及传热负荷的变化、使排烟温度和壁温保持相对稳定、保持金属受热面壁面温度处于较高的温度水平、远离酸露点的腐蚀区域，从根本上避免了酸性腐蚀和堵灰现象的出现。

复合相变换热器的最低壁温不仅是设计时可以任意选取，且在锅炉运行时可通过自动控制设备容易地保持在一个不变的数值。例如在70%负荷时，如果希望最低壁温保持不变，则可以通过自动控制，使排烟温度自动升高，从而使最低壁温仍保持在原设计的烟气酸露点温度以上的水平。这一点对锅炉来说是极其安全的，与传统节能方法相比是基本设计理念的变化。

该技术在世界上首次提出和实现换热器的局部在“整体意义上壁温可调控”的概念，将制约有效利用余热的“壁面温度与排烟温度的差”从以往的“倍数”关系变为“加减”关系，从而能够在有效避免“低温腐蚀和积灰”的同时，使“节能幅度”出现了“量级”意义的变化。