热管热风炉取代列管箱热风炉的剖析

热风炉广泛用于热风循环烘烤、固化的涂装线上，目前应用较多的是列管式箱式热风炉，它是一种“气—气”换热型的热风炉，一种气体走管内，一种气体走管外的垂直交叉型冲刷换热，气—气换热的换热系数很低，需要大大增加换热面积来满足热量交换，导致耐高温金属耗量大，体积庞大，基管同翅片挠绕虚拟接触热阻大，传热效果差，制造成本高，且气体管内流动阻力大，导致动力消耗大，同时辐射受热面的管板同管子联结处由于温差应力导致管板开裂时有发生；列管因氧化、磨损、过热及露点腐蚀等原因发生穿透，导致烟气同空气的贯通，且无法维修；列管式热风炉是管内壁吸热管外壁放热的导热型热风炉、排烟温度高、热效率只在40-50%。
　　热管是一种具有高导性能的传热组件，它通过在全封闭真空管内的工质蒸发与冷凝传递热量，其导热性能是优良导热材料（铜，银等）的几千倍，具有“超导热体”之称。热管的二次间壁换热特性是实现安全可靠，长期运行的重要保证，根据热交换温度不同，可采用不同的热管的传热载体——工质，以满足低 温、常温、中温、高温的换热段的要求。
　　全自动燃油（气）热管热风炉是利用热管管内工质相变超导换热，直接制备洁净热空气的高效无压换热设备，其结构是用耐高温管板将换热箱体分隔成上部为热空气发生室，下部为燃烧炉膛和烟道两个永不能贯通的分箱体，热管由锥形卡环二道石棉攀根密封镶套在管板叉排孔中，不锈钢热管吸热段伸入管板下部炉膛受辐射换热，高频焊翅片热管吸热孔中，不锈钢热管吸热段伸入管板下部炉膛接受辐射换热，高频焊翅片热管吸热段伸入管板下部炉膛后的烟道对流换热，吸收燃烧器燃烧热量，工质低温吸收汽化潜热汽化，在真空管内仅以微小的温（压）差以超音速的速度将热量输送到置于管板上部热空气发生室的高频焊翅片热管放热段，在逆向气流冲刷下，向洁净空气释放出 凝结潜热，快速加热空气，工质冷凝成液体靠重力沿管内壁回流到热管下部吸热段，再吸热汽化，循环往复，每分钟近千次的速度将燃烧热量向空气释 放。热管热风炉起动快、升温快，经实测热能利用率达84.3%是目前最先进的热空气发生炉。近二十台热管热风炉通过二年左右在涂装、烘干行业的应用完全达到了设计要求。
　　 全自动燃油（气）热管热风炉的特性：
　　 1、热管热风炉是无压设备，封闭燃烧，不见明火，可直接安装在使用热空气的设备边上使用，热风温度可在60-270℃范围内自由设定，热风出口温差不大于±3℃，在循环热风烘道（箱）内误差在±1℃以内。
　　2、热管热风炉采用耐高温20G管板，热空气发生室顶盖可以打开，热管采用锥形卡环二道石棉攀根镶套 在管板叉排孔中，所有热管全部可以拆卸更换，便于保养，热风炉的使用寿命8-15年。
　　3、采用可卸式插入式防爆耐高温风机机电一体化结构，卸下风机面板螺丝，风机传动部件可整体卸 下，不影响外包和整体，热管热风炉采用彩钢岩棉夹芯板外包，整体美观大方。
　　4、采用先进的全自动控制技术，设有温度显示、过热保护、风压保护和延时关机的多种保护动能，运行安全可靠。
　　5、热管热风直接制备热空气的运行成本是电加热制备热空气、蒸汽锅炉和导热油锅炉制备热空气的30%左右，列管箱式热风炉的40-50%，同时避免了列管热风炉的管板开裂烟气串混的致使伤。
　　6、热管热风炉的每支热管组件都独立工作，即使个别热管失效，也不会导致烟气—空气贯通，对整台热风炉的性能影响不大。

热管热风炉结构示意图：

燃油(气)热管热风炉

燃油（气）热管热风炉是用管板将换热箱体分隔成上部为热空气发生室，下部为炉膛烟道，组焊在热管上的密封卡环用石棉绳密封镶套在管板叉排孔中，便于拆换清洗。热管翅片放热段置于热空气发生室，高中温热管光管吸热段伸入炉膛，中常温热管翅片吸热段伸入烟道，吸收燃油（气）燃烧器燃烧的热量，相变换热到热管翅片放热段，在轴流鼓风机的冷气流冲刷下，释放出凝结潜热，快速加热空气。在热空气管道上设置电接点压力式温度计，温度自动控制器和风量调节器，由电脑控制器控制燃油（气）燃烧器的一二段火焰大小和轴流鼓风机的风量大小，实现全自动运行。

燃油(气)热管热风取暖炉

燃油(气)热管热风取暖炉是由翅片燃烧炉和热管热交换器组成，管板将热管热交换器分隔成上部为热空气发生室，下部为对流换热烟道，组焊在热管上的密封卡环用石棉绳镶套在管板叉排孔中，便于拆卸清洗。燃烧器燃烧的热量经翅片燃烧炉及翅片辐射换热，又经对流换热烟道中的热管吸热段被吸收汽化潜热后，由加湿水套烟气接管排出，风机吹出的冷气流逆向强逼冲刷置于热空气发生室的热管翅片放热段，释放出凝结潜热，快速加热空气，热空气再经热风导向板沿翅片燃烧炉的热风环形风道一圈，吸收燃烧炉壁及翅片的辐射热，加热后的热空气经热风出口排出。在热空气管道上设置热电偶传感器同温度控制器，电脑全自动控制器控制燃烧器火焰的大小和风机风量，实现全自动运行。

7、将高温、中温、常温热管适量配置，就可满足80-600℃不同热风温度需要，若需低温热空气，只要在热风输出管道上适量配入冷风中和即可。
　　8、热管表面高频焊翅片化，大大增大换热面积，且热阻为0，热风炉结构紧凑，钢材节省40%以上，体积缩小1/3-1/2。
　　9、调整热管吸热段和放热段的面积比，解决了热管表面的酸露腐蚀，延长热风炉的使用寿命。
　　二00三年6月12日苏州节约能源监测站(节能中)对全自动燃油热管热风炉RRF0.35-Y；RRF0.23-Y按JB/T- 6673-93热风炉试验方法进行冷风进热风出热工测试，主要性能如下：
　　RRF0.35-Y RRF0.23-Y
　　输出热风流量 8158NM3/h 5460NM3/h
　　进风平均温度 23.2℃ 23.2℃
　　输出热风平均温度 250.15℃ 250.20℃
　　RRF0.35-Y RRF0.23-Y
　　输出热风换热量 360.07Kw 241Kw
　　换热效率 84.3% 84.8%
　　耗油量 36.0Kg/h 24.0Kg/h
　　排烟温度 190℃ 187℃
　　热管吸热段面积 23.88㎡ 16.20㎡
　　热管放热段面积 80.58㎡ 55.13㎡
　　输出热风量最高温度 276℃ 280℃
　　热管热风炉的安全运行，关键是热管的运行安全，设计制造中采用：
　　1、炉膛中的热管吸热段材质采用热管管壁温度600 ℃时。基本许用剪应力为90Mpa的1Cr₁₈Ni₉Ti不锈钢无缝管，它是工质500℃临界温度时的饱和蒸汽对管壁产生的最大剪应力16Mpa的5倍以上。
　　2、热管放热段为20G-08F高频焊翅片管，基管同翅片接触热阻为0；20G基管同不锈钢吸热段采用氩弧焊对接，20G-08F材质的导热系数是46.8w/m℃，是不锈钢导热系数16.7w/m ℃的2.8倍。
　　3、高频焊翅片管放热段的放热面积是不锈钢光亮吸热段的吸热面积的10倍以上。热管放热段热量释放大于热管吸热段热量吸收，保证热管的运行安全。
　　热管热风炉的运行安全：
　　1、驱动热风机械压头必须大于整个热风运行系统阻力，且有20-30%余量。
　　2、计算机自动控制器必须包括（1）空气冷却介质中断报警器，迅速切断燃烧器燃烧，（2）引送风机同燃烧器、温度控制器、温度遥感器实行联锁。
　　3、炉膛烟道中的余热必须用烟囱，引风机引出，防此炉膛温度过高。
　　4、突然断电应将燃烧器卸下吸入冷空气降温。

　　热管热风炉同列管箱式热风炉主要性能对比表：

　　通对上述对比分析，全自动燃油(气)热管热风炉性能大优于列管式热风炉，且整套价格比标准型列管式热风炉低30%以上，节能40%-50%以上，烟气排放低于一类区域，具有无比的生命力，完全可以取代列 管箱式热风炉，应用于各个需热空气加热的工艺及设备。