热管一般由管壳和内部工作液体(工质)组成。管壳是钢制的、抽成真空的密闭管壳,工质是经过特殊处理的液体,热管加热段吸收热流体热量,热量通过热管壁传给管内工质,工质吸热后蒸发和沸腾,转变为蒸汽,蒸汽在微小压差的作用下上升至放热段,受管外冷流体的冷却作用,蒸汽冷凝并向外放出汽化潜热,冷流体获得热量,冷凝液依靠重力回到加热段。如此周而复始,热流体热量便传给冷流体,使冷流体得到加热。由于热管内部抽成真空,工质极易蒸发与沸腾,热管起动迅速。

  热管的发现及热管换热器因其操作简单,不需要动力、各热管换热独立,布置灵活等优点大量应用于石化、冶金行业。

  热管换热器是由若干热管组成的,每根或每片热管是一独立传热单元,一根或一片热管损坏,不影响其它热管的正常使用;热管外通常有高频焊翅片,大大增加了换热面积;因为热管以相变及工质汽化潜热的方式传递热量,传热效率高;工作介质的循环是依靠回流液的重力作用,不需外加动力,无机械运行部件,增加了设备可靠性,也极大地减少了运行费用;冷凝段与蒸发段彼此独立,实现汇源分割。

  众所周知,金属铁在高温时与工质水易发生反应,Fe+H2O→Fe3O4+H2↑由于不凝性气体氢气的存在,使得换热管不能将热量传递给冷凝段,也就失去了热管的功用,为解决这一问题,热管界试验了内部成膜、增加吸氢剂等等方案。工业界内部成膜方案使用较为普遍,使得热管内壁反应生成Fe2O3钝化膜,阻止氢气的进一步生成。


  热管换热器的结构型式有整体式和分离式,整体式换热器冷热侧在同一壳体内,热管两头加有封头,换热工质在同一管内循环流动;而分离式是整体式的一种演变,它通过外联管将蒸发段与冷凝段连接起来,实现远程传热,便于现场的灵活布置。


  热管的用途及其在石化工业上的运用热管换热器已成功地在石化工业上用做空气(煤气)换热器、省煤器、蒸汽发生器。各种型式的热管换热器都为企业增效节能起了很大的作用,因此,作为一种高效换热设备其作用正日益被各石化企业所重视。

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