作為一個(gè)耗能量最大的用能設(shè)備，鍋爐已具有近二百年的歷史，通常人們認(rèn)為“現(xiàn)代鍋爐”的熱效率已經(jīng)達(dá)致極限。但是，復(fù)合相變換熱器技術(shù)通過(guò)改變鍋爐尾氣溫度和最低壁面溫度的函數(shù)關(guān)系，為鍋爐余熱的充分利用提供了一個(gè)新的較大空間。

作為一個(gè)全新的節(jié)能技術(shù)，復(fù)合相變換熱技術(shù)利用了熱管技術(shù)中的相變換熱的技術(shù)核心，創(chuàng)造了“相變段”的概念，提出了以“壁面溫度”作為換熱器第一設(shè)計(jì)參數(shù)這一全新理念，改變了排煙溫度和金屬壁面溫度之間的函數(shù)關(guān)系，并且在世界上第一次將換熱器的金屬壁面溫度處于可控可調(diào)狀態(tài)，從而在根本上解決了低溫腐蝕難題的同時(shí)，為大幅度回收余熱提供了可能。

復(fù)合相變換熱器是通過(guò)國(guó)家兩院院士，國(guó)家能源方面專家認(rèn)定的，被譽(yù)為中低溫?zé)嵩吹囊淮问澜缧酝黄频募夹g(shù)，這項(xiàng)技術(shù)主要用在鍋爐和換熱器上，它的應(yīng)用范圍非常廣闊，包括中石油，中石化，煉鋼等幾乎凡有換熱器的地方都能用到這項(xiàng)技術(shù)。復(fù)合相變換熱器技術(shù)的亮點(diǎn)是在避免煙氣低溫腐蝕的前提下，降低排煙溫度，進(jìn)行余熱回收和利用，達(dá)到提高鍋爐熱效率的目的。在江浙滬、山東、福建、廣東、河南等已經(jīng)做了許多工程實(shí)例。以山東江泉熱電130t/h爐為例，在沒(méi)有改造之前，排煙溫度高達(dá)將近210℃，改造完以后穩(wěn)定降到137℃左右，可將68噸22℃水加熱到95℃左右供鍋爐補(bǔ)水，大大提高了鍋爐的熱效率。

按目前普遍使用的“熱管換熱器”節(jié)能技術(shù)要求，當(dāng)熱管換熱器的壁面溫度不低于77.5℃時(shí)，鍋爐的排煙溫度為150℃。但是，復(fù)合相變換熱器因?yàn)楦淖兞伺艧煖囟群徒饘俦诿鏈囟鹊暮瘮?shù)關(guān)系，在仍然保持換熱器的壁面溫度為相同溫度水平時(shí)，排煙溫度可降至92℃左右，從而為煙氣余熱的回收增加了58℃的空間，鍋爐熱效率相應(yīng)提高近4個(gè)百分點(diǎn)。

因?yàn)槭?ldquo;設(shè)計(jì)理念”的一次創(chuàng)新，是“熱力學(xué)、傳熱學(xué)與鍋爐原理、自動(dòng)控制以及現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)”的不同學(xué)科的綜合和集成，復(fù)合相變換熱器不僅具有其它節(jié)能技術(shù)不可比擬的較大節(jié)能幅度，而且還具有適用性廣泛，可以靈活配置于鍋爐、窯爐、加熱爐等形形色色的各種用熱設(shè)備中，明顯具有可持續(xù)開拓的強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

“相變段”的概念是將原來(lái)熱管換熱器中一根根相互獨(dú)立的熱管，構(gòu)造成整體熱管。保證“相變段”受熱面最低壁面溫度只有微小的梯度溫降。同時(shí)，利用“相變段”將被加熱介質(zhì)（如空氣、水）的溫度適當(dāng)?shù)靥岣?。被預(yù)熱了的空氣可以保證下級(jí)空預(yù)器的安全，解決了低溫腐蝕問(wèn)題；被加熱的水回收了煙氣中的余熱，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。

和一般熱管換熱器以及其他節(jié)能技術(shù)不同，復(fù)合相變換熱器技術(shù)首次提出將換熱器最低金屬壁面溫度定義為“第一設(shè)計(jì)要素”的理念，以及首次提出將對(duì)產(chǎn)生煙氣低溫結(jié)露和腐蝕具有關(guān)鍵性影響的最低壁面溫度置于“可控可調(diào)狀態(tài)”的創(chuàng)新概念。該技術(shù)的核心在于“復(fù)合”和“相變”，即通過(guò)“相變段”的設(shè)置，并利用不同“強(qiáng)化傳熱技術(shù)”與不同“控制技術(shù)”的合理配置，借助于優(yōu)化設(shè)計(jì)，改變包括熱管技術(shù)在內(nèi)的一般換熱器壁面溫度分布的“函數(shù)”特征，在始終保證金屬壁面溫度處于酸露點(diǎn)以上以避免出現(xiàn)低溫結(jié)露和腐蝕的同時(shí)，為大幅度回收煙氣低溫余熱提供了可能。

復(fù)合相變換熱器中的“相變段”是整個(gè)技術(shù)得以實(shí)施的核心部件之一。它將原熱管換熱器中相互獨(dú)立的部分，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)構(gòu)造成一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的整體，充分利用“相變換熱”與“煙氣橫掠管束”相比其換熱能力具有“量級(jí)性（102 以上）提高”的傳熱學(xué)特性，實(shí)現(xiàn)“相變段”金屬壁面整體溫度分布均勻、與煙氣溫度保持“較小梯度溫降（溫差10－20℃）”以及原則上“獨(dú)立于被加熱工質(zhì)溫度”的特殊功能。與此同時(shí)，利用“相變段”的這一性能，預(yù)熱進(jìn)入前一級(jí)換熱器（如末級(jí)空預(yù)器）工質(zhì)的入口溫度，保證整個(gè)設(shè)備同樣免受低溫腐蝕。此外，通過(guò)“相變段”或者其他增設(shè)部件換熱量的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)設(shè)備可能出現(xiàn)的不同最低壁面溫度的閉環(huán)控制，保證壁面溫度恒定或可控可調(diào)，以適應(yīng)燃料種類以及工況的變化。這樣，在保證設(shè)備安全運(yùn)行的前提下，達(dá)到大幅度回收煙氣余熱的節(jié)能目的。

總之，作為一種涉及“設(shè)計(jì)原理”變更，高效可靠的原創(chuàng)性節(jié)能技術(shù)，復(fù)合相變換熱技術(shù)的主要核心內(nèi)涵為：

1、能夠在鍋爐的設(shè)計(jì)和改造中，大幅度降低煙氣的排放溫度，使大量中低溫?zé)崮鼙挥行Щ厥眨a(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益；
2、在降低排煙溫度的同時(shí)，保持金屬受熱面壁面溫度處于較高的溫度水平，遠(yuǎn)離酸露點(diǎn)的腐蝕區(qū)域，從根本上避免了結(jié)露腐蝕和由此發(fā)生的堵灰，大幅度降低設(shè)備的維護(hù)成本；
3、保證換熱器金屬受熱面最低壁面溫度處于可控可調(diào)狀態(tài)，使復(fù)合相變換熱器具有相當(dāng)幅度的調(diào)節(jié)能力，使排煙溫度和壁面溫度保持相對(duì)穩(wěn)定，并能適應(yīng)鍋爐的燃料品種以及負(fù)荷的變化；
4、在保留熱管換熱器具有高效傳熱特性的同時(shí)，通過(guò)適時(shí)排放不凝氣體有效解決相變換熱器可能出現(xiàn)的老化問(wèn)題，大大延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

它通過(guò)“相變段”水量的調(diào)節(jié)，可以對(duì)受熱面最低壁溫面度實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了壁面溫度的恒定和調(diào)高調(diào)低。

換熱器金屬受熱面最低壁面溫度處于可控可調(diào)狀態(tài)，使復(fù)合相變換熱器能夠在相當(dāng)大幅度內(nèi)，適應(yīng)鍋爐的各種品種以及傳熱負(fù)荷的變化，使排煙溫度和壁溫保持相對(duì)穩(wěn)定；保持金屬受熱面壁面溫度處于較高的溫度水平，遠(yuǎn)離酸露點(diǎn)的腐蝕區(qū)域，從根本上避免了結(jié)露腐蝕和堵灰現(xiàn)象的出現(xiàn)，復(fù)合相變換熱器的最低壁溫不僅是設(shè)計(jì)時(shí)可以任意選取，且在鍋爐運(yùn)行時(shí)可通過(guò)自動(dòng)控制設(shè)備容易地保持在一個(gè)不變的數(shù)值。例如滿負(fù)荷時(shí)，排煙溫度為120℃，最低壁溫為105℃，在70％負(fù)荷時(shí)，如果希望最低壁溫保持不變（仍為105℃），則通過(guò)自動(dòng)控制，排煙溫度會(huì)自動(dòng)由120℃升至115℃左右，而使最低壁溫仍保持在105℃的水平上。這一點(diǎn)對(duì)燃燒高硫渣油復(fù)合相變換熱器的最低壁溫不僅是設(shè)計(jì)時(shí)可以任意選取，且在鍋爐運(yùn)行時(shí)可通過(guò)自動(dòng)控制設(shè)備容易地保持在一個(gè)不變的數(shù)值。對(duì)燃燒高硫渣油的鍋爐來(lái)說(shuō)是安全的，與傳統(tǒng)節(jié)能方法相比是基本設(shè)計(jì)理念的變化，該技術(shù)在世界上首次提出并實(shí)現(xiàn)了換熱器局部在“整體意義上壁溫可控可調(diào)”，將制約有效利用余熱的“壁面溫度與排煙溫度的差”從以往的“倍數(shù)”關(guān)系變?yōu)?ldquo;加減”關(guān)系，從而能夠在有效避免“低溫腐蝕和灰堵”的同時(shí)，使“節(jié)能幅度”出現(xiàn)了“量級(jí)”意義的變化。

對(duì)于一般換熱器，其金屬受熱面最低壁面溫度與熱流體排放溫度之間大致處于一種倍數(shù)關(guān)系，即排煙溫度為140℃時(shí)相應(yīng)的最低壁溫僅為70℃左右。而復(fù)合相變換熱器則不然，其最低壁面溫度與熱流體排放溫度保持一種恒定的加減關(guān)系，其差值可以保證控制在15℃－25℃范圍之內(nèi)。

有這樣一組數(shù)據(jù)：使用熱管換熱器，如果金屬受熱面壁面溫度要求不低于77.8℃時(shí)，其排煙溫度通常不得低于155℃，否則必然引起低溫結(jié)露腐蝕（參見(jiàn)顧維藻等著《強(qiáng)化傳熱》，科學(xué)出版社）；使用復(fù)合相變換熱器，在金屬受熱面壁面溫度要求不低于77.8℃時(shí)，其排煙溫度僅為95℃。兩者相比，使用復(fù)合相變換熱器比使用普通的熱管換熱器回收熱量的溫差幅度達(dá)60℃之多，從而使得鍋爐效率提高4%，在某些特殊場(chǎng)合可以達(dá)到12%之多。

復(fù)合相變換熱器技術(shù)很好解決了降低鍋爐排煙溫度與酸露點(diǎn)腐蝕的矛盾，解決了這個(gè)世界性的難題，開拓了鍋爐節(jié)能的新思路，創(chuàng)造了一種鍋爐有效節(jié)能的新方法。目前在鍋爐節(jié)能領(lǐng)域，在我國(guó)乃至全世界沒(méi)有更好的節(jié)能技術(shù)所代替，未來(lái)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中在節(jié)能減排領(lǐng)域會(huì)處于重要地位，市場(chǎng)前景廣闊。