在动力工程和余热回收中应用最广泛的热管换热器是热管空气预热器、热管省煤器、热管锅炉和热管蒸发器等。

热管和锅炉直连结构见图6-15。省煤器直接和锅炉相连，热管热管排列采用45°倾斜方式，这个角度下重力式热管进入最佳传热状态，同时也可减少翅片积灰。这种热管省煤器在正常工作情况下，其出水温度＜80℃，通常联箱的壁温＜90℃。

图6-15　热管和锅炉直连结构

1—排气管；2—出口管；3—入口管；4—排污管；5—联管；6—热管；7—联箱；8—壳体

热管余热锅炉可以用于回收流体或固体的余热。回收余热时通常将热管元件的一端置于烟道内，另一端插入锅筒中。由于烟气侧和沸腾水侧的换热系数相差悬殊，因而元件加热段较长，并加装肋片；冷却段较短，一般为光管。水通过热管吸收烟气的余热后，蒸发成一定压力的饱和蒸汽，供动力、工艺加热或生活用。热管余热锅炉既有类似于火管锅炉的池沸腾的特点，从而循环过程稳定，又有水管锅炉传热强度高的优点，可使余热得到充分的利用。

根据不同的烟气量和用处，热管余热锅炉结构形式主要分为以下三种。

1.结构形式Ⅰ

热管余热锅炉结构形式Ⅰ如图6-16所示。此结构形式的热管余热锅炉主要为单台运行。进入的烟气量在50000 Nm3/h以下，表压力为0.8 MPa，烟气走向为水平方向。所产蒸汽主要用于雾化重油、吹扫烟道（煤气发生炉）、烘干物料（碎玻璃、原料等）、生活用汽（供暖、洗澡、空调）。

图6-16　热管余热锅炉（卧式）简图

1—烟气入门；2—除尘器；3—吹灰器；4—烟箱；5—落灰斗；6—烟气出口；7—汽包

该系统余热锅炉主要由以下三部分组成：

（1）压力容器（蒸汽聚集器——汽包），在其中产生蒸汽；

（2）传热元件（热管），吸收流经烟箱中的烟气余热，将热量传递给压力容器中的软水，使其汽化、蒸发；(www.daowen.com)

（3）烟箱包裹着的热管管束，它与热源进出口连接，并设有吹灰、清灰、除尘装置（根据用户需要配置）及控制仪表等。

2.结构形式Ⅱ

热管余热锅炉结构形式Ⅱ如图6-17所示。此结构形式的热管余热锅炉主要为单台运行。进入烟气量超过50000 Nm3/h，烟气走向为水平方向，主要应用于浮法玻璃、焦化、水泥等企业。

该结构形式的余热锅炉主要是和余热发电系统，脱硝、脱硫系统配套使用。所产过热蒸汽主要供发电使用，发电后的背压蒸汽用于雾化重油、吹扫烟道（煤气发生炉）、烘干物料、生活用汽（供暖、洗澡、空调）。烟道出口温度为180℃左右，然后进入除尘、脱硫。

该系统余热锅炉主要由蒸汽过热器、软水预热器、蒸汽发生器、汽包、上升下降管、外连管路和控制仪表、辅助支架等组成。系统工作原理如下：工业软化水经过软水泵进入热力除氧器除氧，除氧水由给水泵输入软水预热器预热后进入汽包，再通过下降管进入蒸汽发生器，水吸收热量变成饱和水，饱和水再经上升管进入汽包，在汽包里进行水汽分离，形成一定压力的（饱和-过热）蒸汽，一小部分蒸汽送至除氧器除氧，其余蒸汽送至总管进入发电系统装置或其他用户。

图6-17　热管余热锅炉（卧式分离）简图

1—蒸发器；2—观察孔快开门；3—汽包；4—上升管束；5—下降管束；6—平台爬梯；7—水加热器

3.结构形式Ⅲ

热管余热锅炉结构形式Ⅲ如图6-18所示。此结构形式的热管余热锅炉主要为单台运行。进入烟气量超过50000 Nm3/h，烟气走向为U形，也可为水平方向。该种热管余热锅炉主要应用于浮法玻璃、焦化、水泥等企业。

图6-18　热管余热锅炉（U形立式）简图

该结构形式的余热锅炉主要是和脱硝、脱硫系统配套使用。高温烟气（450～500℃）经Ⅰ号余热锅炉将温度降至300℃，进入脱硝装置，脱硝后的烟气（温度285℃）进入Ⅱ号余热锅炉，烟气温度降至180℃，进入脱硫、除尘装置。根据所产蒸汽量的多少，若具备发电条件，可用于发电，不具备发电条件的可用于雾化重油、吹扫烟道（煤气发生炉）、烘干物料、生活用汽（供暖、洗澡、空调）等。该系统余热锅炉装置组成与结构形式Ⅱ相同，工作原理相仿。