热管的概念最早出现于20世纪40年代,由美国通用汽车公司Gaugler提出。60年代,美国的科学家发明了热管换热器,后经过各国技术人员不断研究改进,已经取得了很大的进展。我国于70年代开始进行热管研究,80年代第一台热管换热器问世。目前,在我国用于余热回收的热管换热器取得了良好效果,并积累了一定的使用经验,用于余热回收的热管换热器已进入定型生产和标准化阶段。　　笔者于1996年初对苏南某砂轮厂的生产工艺流程进行了仔细研究,对各个重要环节的工艺参数进行了长时间的仔细测量,并提出了使用热管换热器进行工艺流程改造的建议。

　　1原工艺流程及工艺参数

       该厂的原生产工艺流程如图1、图2所示。　　用热电偶对各个分烟道烟气的温度进行了整个过程的测量,其温度随时间的分布(烟气工艺参数)如图3所示。　　为控制总烟道的烟气参数,将5个窑的点火时间相互错开14h,使总烟道内的烟气参数达到一个稳定值。经测量,流量为15240kg/h温度为295℃。

　　2改造后的工艺流程及工艺参数

       从原工艺流程不难看出,总烟道内的烟气白白排出,热量流失十分可惜。若能将这部分废热进行回收,回收后的热量用于烘房内的坯料烘干,可取得一举数得之功效。　　对工艺流程进行改造,在总烟道内设置热管换热器便能很好地达到这一目的。改造后的工艺流程如图4所示,烟气余热回收的操作参数如表1所示。

　　实践证明,经加热后的空气完全能达到烘房所要求的工艺参数。　　改造后的工艺流程具有下述优点:　　(1)工艺流程简单,生产实际操作更加简单。　　(2)回收废热,减少不必要的设备,减少设备投资及维护费用。　　(3)回收废热、节约能源。　　(4)省去锅炉后,也可减少对周围大气环境的污染,具有良好的社会效益。

　　3使用热管换热器应注意的几个问题(1)应严格控制五个窑的工作时间。一是使总烟道的烟气参数稳定,使换热器工作稳定,得到参数稳定的热空气。二是避免各分烟道的烟气在高温时同时汇入总烟道,使总烟道内的烟气温度超过300℃。因为本热管换热器采用的是碳钢-水热管,在300℃这样的高温下工作,管内蒸气压力偏高,汽化潜热降低,将使换热器工作十分不稳定。而高温介质的热管,如联苯、汞、钠、硫-碘热管尚处于实验阶段,用于实际工业运行还欠成熟。(2)热管换热器的位置应尽量选在总烟道与烘房相邻的地方,输送热空气的管道要尽量短,并采取保温措施,这样可使热量损耗降低。　　(3)本换热器的热管是采用螺旋形翅片来进行换热的,翅片间距小。虽然在设计中采用了定壁温计算法,从理论上将热管换热器的每排热管的壁温都控制在烟气的露点之上,但在实际应用中也可能出现偏差,出现烟气在热管上结露,不但会吸附灰尘、结垢,出现灰堵,影响换热效率,而且还会腐蚀热管管壁,出现露点腐蚀,影响热管使用寿命。所以,本热管换热器不能长时间连续使用,应定期对热管进行清除灰垢,观察露点腐蚀情况,合理维护。

　 　4结论随着工业技术的发展,特别是现代能源形势的需要,热管技术正越来越广泛地渗入到各个工业领域。例如,利用热管换热器回收工业排气中的余热,用热管或热管换热器移走大功率电子元件或电子仪器的散热,利用自然能源换热、化学反应器的换热等等。如果在实际应用中能解决热管及热管换热器价格偏高、高温应用、使用时间等问题,那么热管技术及热管换热器必能在更广泛的领域中推广使用。