技术详细介绍
锅炉热管体系节能工程应用及其技术经济特性初步报告
锅炉热管体系是三明市介达热能研究所自主研发创新的锅炉供热节能技术。技术水平属国际先进，已获国家发明专利，专利号：ZL98124252。9。
其特点在于，在锅炉外部配置凝结液及蒸汽自动返流装置，自配互溶性复合介质，并充装适量，按照分离式热管工艺条件进行安装调试，并按照热管工况进行操作运行。实现液相汽相交替循环超导传热，改变了传统的以水为工质或以导热油为工质的锅炉供热系统为相变循环系统。从而达到综合节能30%以上，并从根本上解决锅炉结垢、腐蚀与污染这一世界难题。以节能伴生环保，将循环经济与治理技术相结合，而且投资省，实施方便，时间短快，对于面广量大的中小型普通锅炉供热工程以及数以千万计的建筑供暖系统易予推广应用。无疑地对于实现“十一五”规划确定的“五年内单位GDP能源消耗降低20%”有重要意义。
一、锅炉热管体系低温供热工程
以水为工质的低温（常压）锅炉供热系统，工作温度≤120℃，压力≤0。1Mpa，以建筑采暖为例，传统的流程：净水→加药处理→泵入锅炉→高温热水→膨胀→用热设备（散热）→低温热水（回流）→热水泵返输锅炉。存在着气阻、结垢、腐蚀、能耗高、污染环境之难题。
锅炉热管体系建筑采暖/低温供热工程：如图所示，将热水锅炉（1）充当为蒸发器，将间壁式用热设备（4）充当为冷凝器，采用复合型低温无毒介质（2）充当传热工质，在回流管（5）上安装自动返流安全装置（6）。复合介质（2）在锅炉（1）内吸热，沸点低，汽化升温启动快，60℃左右即可连续输出大量工作蒸汽，从蒸汽管（3）流入用热设备（4）迅速散热冷凝，凝结液经回流管（5）由自动返流安全装置（6）返流回锅炉（1）再吸热循环，形成分离式强制循环热管供热系统。它吸热-给热系数大、传递速度快、汽化潜热大、传递热量大。作为特例，是当全部用热设备都处在锅炉之上方，且有足够的高位差时，即可不用强制返流装置，因而锅炉与间壁式用热设备就构成分离式重力循环热管体系。
发明人于2002年在北京市实施了燃煤型无压锅炉热管体系供暖实验应用工程，锅炉型号为雄宇牌0。015MW，对6间办公室供暖，面积100m2，由北京市煤炭节约办公室节能监测站于2003年8月12日参照《工业锅炉热工试验规范》（GB10180-88）进行热工测试，使用同一台燃煤锅炉，测得热管体系比普通热水供热系统的正平衡效率提高17。8%，节省燃料24。85%。
发明人又于2003年在北京设计了电热式与燃汽式无压锅炉热管体系供暖工程，锅炉型号为CLS0。012-95/70-D与CLS0。022-95/70-Q，由北京斯辰达热管科技有限公司制造安装，由北京市煤炭节约办公室节能监测站于2003年10月30日、31日参照《工业锅炉热工试验规范》进行测试，测试小结分别如下：
（一）当使用同一个电热锅炉时，测得普通热水锅炉正平衡效率为90。45%，热管体系锅炉正平衡率为97。88%。通过此次对比试验，在相同采暖面积，用同一台锅炉，在加热升温到同一出水温度时，热管体系比普通热水系统节省加热时间50%，节电32。20%。
（二）当燃用应用基低位热值取114040 。00KJ/m3的液化石油气，并用同一台锅炉进行两种方法对比试验时，测得使用普通热水锅炉正平衡效率为51。03%，使用热管体系锅炉正平衡率为75%，热管体系锅炉比普通热水锅炉正平衡率提高了23。97%。通过此次对比试验，热管体系比普通热水系统节省燃料32。26%。
三明市介达热能研究所参与编制了《无压锅炉热管体系企业标准》，已由北京市质量技术监督局审定发布。陈烈涛撰写的《锅炉热管体系传热技术特性探讨及其应用》被王补宣院士领导的北京机械工程学会动力分会评选为获奖论文。北京市节能产品评审委员会组织了辛定国（教授级高工、国家发改委能源研究所所长）、丁仁荣（教授级高工、北京锅炉研究所所长）等7名专家进行评审，无压锅炉热管体系被评定为北京市节能产品。
锅炉热管体系低温供热技术也曾应用于大棚加温工程：2002年，在三明市三元区实施花卉大棚加温示范工程，采用燃煤加热器与翅片管散热器组合，无需供水，水泵及水处理设施，大棚为拱形塑料薄膜围封，面积130 m2，棚内温度可达16-24℃，温度分布均匀，工作压力＜0。06 MPa，不结垢，不腐蚀，无废水废汽排放，无烟尘污染温棚，人工费用低，维修费用少，管理极方便，得到用户好评。比常规锅炉供热系统投资省，节省燃料30-50%；比购置燃油热风机投资减少30%，热费用仅为燃油费用的1/4；比电加热装置节省投资和维修费，热费用仅为电加热费用的1/5。
今年又为永安市种苗基地设计360 m2的大棚温室，以当地煤为燃料，设计工作压力<0。1mpa、棚内温度18℃。已于元旦前投产，棚内温度达到21-24℃，运行稳定。
二、锅炉热管体系高温烘烤工程
高温加热、烘烤工程需要供热温度较高，如采用以水为工作介质，那么其工作压力势必很高。这对系统结构、造价及安全都是不利的。目前普遍采用以导热油为工质的锅炉供热系统，其流程如同热水供热系统，系采用高温油泵打循环。优点在于供热温度高，工作压力低，没有剩余能量浪费。但由于导热油粘度大，在传热过程中无物态变化，换热系数小，热效率比较低，而且导热油膨胀系数大，系统必须设置高位膨胀槽造价增多又造成散热损失，还须设置保温防冻系统，循环油泵负荷大耗电多。此外，导热油超过380℃时会碳化，必须在2-3年的使用周期内全部换油，这样运行费用很大。本市有的企业使用后想改回用蒸汽锅炉供热。
锅炉热管体系高温加热工程：采用复合型高温介质充当传热工质，用高温虹吸装置返输冷凝液，其工作流程如同前述低温供热系统，实行汽相液相的交替循环而超导传热。介质沸点≤110℃，蒸汽压力低，温度达到320℃时，工作压力为0。2Mpa，汽化潜热大。换热系数大，传热效率高，不用高位膨胀槽和保温设施，节省投资。应用于板材高温烘烤与烤烟烘烤，都获得极佳的效果，进行高温供热时都处于低压或无压状态，工艺稳定，运行维修费用少，大幅度节省燃料消耗，大幅度节省高温循环油泵电耗。
三、锅炉热管体系热动力节能工程
以水为工质的蒸汽锅炉，主要用于工业生产动力与建筑集中供暖，绝大多数为20蒸吨/小时以下的燃煤锅炉，额定工作温度≤193℃，工作压力≤1。3MPa，锅炉设计效率为72-80%，全国平均运行效率为60-65%，而由锅炉与用热设备组成的供热系统的热效率，则要低得多。尤其是那些采用疏水阀敞开排放或用开式回收凝结水的系统热效率就只有40-50%。工业锅炉供热系统也存在结垢、腐蚀、跑冒滴漏、传热效率低、能耗高、排放污水多、排放烟尘多等问题。
锅炉热管体系工业动力/集中供暖节能工程：采用适配的复合介质做为传热工质，将普通的工业锅炉充当蒸发器，将常规的列管式换热器、夹套蒸煮罐、圆筒烘干器、板式换热器、翅片管散热器等充当为冷凝器，在蒸汽管上设调控阀，在凝结液管上设置疏水阀、调控阀与自动返流安全装置，实现相变循环超导传热。