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文献综述
文 献 综 述
1. 国内能源利用现状
目前，人类以不可再生能源为主要消耗能源，约占能源总消费量的90%。而同时，我国作为以煤炭石油天然气等化石能源为主的能源消耗大国，所使用的这些能源有约90%都是用作燃料而使用，而自改革开放以来，能源的需求量也随着经济的快速发展和人民需求的的提升而大大增加，从而带来一系列的环境污染问题，为保证可持续发展的战略，如何进行能源的合理开发和高效的使用，成了我们需要面对的主要问题[1]。
为了节省能源消耗，提高能源使用效率，翅片管应时而生，不仅适用于锅炉设备，石油化工，火力发电厂等工业用途，还能在冰箱，空调，暖气等日常生活中发挥功效，翅片管在常规通管周身加上翅片以增大其换热面积从而相较于一般的换热管有更好的传热性能，通过改变热管的形状和表面结构来使翅片管的换热效率进行进一步的提升[2]。
现在翅片管的研究主要依赖于计算机的模拟，随着现代计算机计算能力的提高，使用CFD，fluent，gambit，ansys等程序可以对翅片管的内部外部两类流体进行流动分析和传热分布观察[3]。
2. H型翅片管
2. 1 H型翅片管的结构原理概述
H型翅片管是在矩形翅片管的基础上发展而来的，由于H型翅片管较为独特的沟槽结构，使得部分翅片表面进口和尾部分离区的换热面积减少，从而降低了进口和尾部分离区的传热恶化来影响整个翅片传热，因而提高了翅片的平均对流换热系数和翅片管效率，起到强化传热的目的[4]。
在水泥余热电站中的锅炉大部分采用的是传统的光管换热，因为如果用翅片管来回收该类余热，所需要面对的则是含灰量较大的低温烟气，所带来的积灰和磨损问题。若用H型翅片管对此类环境进行余热回收，H型翅片管的结构优势便可体现，H型翅片管的翅化系数高，可使受热面布置更加紧凑；翅片的温度场较为均匀，可以达到更好的传热效果；翅片与汽流的方向平行，相较于螺旋或者圆形翅片管，能做到有效的防止积灰，同时减少流动阻力；再与光管进行比较，H型的受热面磨损小，所以能用更高的烟气流速，用以增强传热的效果。由于以上几点特性，使H型翅片管可以在该条件下更好的完成换热任务[5]。
2. 3 H型翅片管在热交换中的应用
20世纪70年代以来，随着工业的发展，换热管在为了应对不同的环境, 产生了各种各样的换热管。对于小温差的换热，如仅十几度，也能实现一定的热回收。而现代紧凑式换热器单位体积的换热面积甚至可达几千平方米。H型翅片管不同于其他换热器，但也能在对应的环境下发挥优势。
（1）H型翅片管嵌入填充床气化制氢的应用
在填充床内使用嵌入H型翅片管的方式来气化制氢被认为是比较节约成本的方法。基于热流反转反应器来研究H型翅片管埋置于填料床高温区两侧准稳态下的传热特性。辐射换热率对H型翅片管的贡献最大约为60. 5%，辐射主要发生在中心管上。在进口温度和雷诺数范围内，翅片辅助程度均逐渐降低，最大为48. 9%。当温度在906K以上或雷诺数范围内时，翅片的传热速率主要来自辐射传热速率。而在高入口温度和高雷诺数条件下，翅片辅助程度是最小的，以此表面H型翅片管在这种工作条件下的运行稳定性较好[6]。
（2）H型翅片管在电站锅炉中的应用
电站锅炉普遍采用的是光管省煤器。近年来受煤种限制, 电厂燃料发热量降低、灰份偏高, 再加上光管省煤器结构缺陷, 在运行中普遍存在排烟温度偏高、堵灰积灰严重, 致使省煤器磨损严重的现象。经锅炉实际运行证明, 在改造投运后, 取得了较好的效果, 锅炉效率、排烟温度等各项指标均达到设计要求, 磨损情况明显改善。改造前排烟温度平均值185℃, 改造后排烟温度平均值155℃。改造后, 平均烟速从10. 2m/s降至8. 2m/s, 管子磨损速率明显下降。改善了尾部受热面烟温的分布, 二级省煤器出口给水温度升至295℃, 达到设计要求[7]。
（3）H型翅片管在余热回收中的应用
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