換熱管在我國開始應(yīng)用以來，特別是在工業(yè)余熱回收、能量利用以來，有許多工廠希望能夠應(yīng)用熱管換熱器從排煙中回收熱量去加熱水然后再加以利用。氣液熱管換熱器應(yīng)用于從排煙中回收熱量然后去加熱水是非常經(jīng)濟、又非常容易做到的，效果也非常令人滿意。特別是應(yīng)用于高溫排煙爐，即排煙溫度在500~ 800℃，顯得更為優(yōu)越。

 氣液熱管換熱器能夠起到省煤器的作用，但它比省煤器的體積重量要小得多。如果在尺寸相同的情況下，它所傳輸?shù)臒崃恳蟮枚唷?/span>

 鍋爐的數(shù)量是很多的，省煤器是鍋爐整體的一部分。給水在未進入汽鍋之前，在省煤器中由煙氣逐漸把它加熱。而進入汽鍋之后，便與汽鍋中循環(huán)著的水相混合，再受熱到沸騰溫度。水省煤器在老式鍋爐中最初應(yīng)用時，僅僅作為一種能夠利用廢氣熱量的設(shè)備。省煤器中的水溫低于汽鍋中的水溫，如圖4-1所示。圖中的 為煙氣溫度，t_m為蒸汽溫度，t₃為水的溫度。在煙氣與水成逆流時，設(shè)備中排出煙氣的溫度便會低于汽鍋本身的水溫。如果只有純蒸發(fā)受熱面（其中水溫到處相同）時，這一點是不可能達到的，這時應(yīng)用省煤器能節(jié)約大量燃料。

  省煤器不只是汽鍋排出的煙氣熱量的利用器，而且還是一種盡可能把水預(yù)熱到最高溫度的有利工具。因為它受熱面的價格要比汽鍋受熱面便宜，而且未達到沸點的水與煙氣之間的溫差也比較大。此外，在現(xiàn)代省煤器中，因為管徑較小，而且水在管中是強迫流動，傳熱系數(shù)比汽鍋受熱面高，受熱面的布置也比較緊湊。

  由于上述原因，人們便把汽鍋本體的受熱面減少。由于煙氣離開汽鍋受熱面時溫度提高，也就是提高了汽鍋受熱面單位面積的蒸發(fā)量。更多地是利用煙氣的熱量在較為便宜有效的省煤器加熱面上預(yù)熱水。從此，省煤器就逐漸成為合理鍋爐設(shè)備中的必要部分了。在省煤器中水被加熱接近于沸騰溫度，甚至有部分蒸發(fā)。

 在低壓設(shè)備中至今仍有舊式構(gòu)造的省煤器。這種省煤器是用鑄鐵制造的，只能承受不高的壓力和水溫。鑄鐵比鋼更能抵抗內(nèi)外的腐蝕。現(xiàn)代與汽鍋有密切關(guān)系的省煤器是鋼制的。在一般鍋爐的省煤器中，水每升溫1℃，煙氣就平均降溫2~3℃.

  省煤器的特點，氣水熱管換熱器都具備。在氣-水熱管換熱器中也可以有非沸騰式和沸騰式。在非沸騰式氣-水熱管換熱器中，水不被加熱到沸騰溫度，而只被加熱到沸騰點以下20 ~ 50℃。在沸騰式氣水熱管換熱器中，水不僅被加熱，而且伴有部分蒸發(fā)。在此種換熱器的出口處，水汽混合物中蒸汽的含量按著重量計算可達10%~15%，有時還會高出很多。

  沸騰式省煤器是一種與汽鍋有不可分割的、緊密聯(lián)系的設(shè)備。在非沸騰式省煤器中，一般在汽鍋與省煤器之間的給水管上裝有閥門，并且給水和煙氣常常都有旁路以便省煤器能單獨退出運行。在沸騰式省煤器中，省煤器與鍋爐之間一般不裝設(shè)任何閥門類的管制件，而且排水管的構(gòu)造應(yīng)保證能由省煤器中使蒸汽自由流入汽鍋。鍋爐整體的給水調(diào)節(jié)在省煤器之前進行。

  水在省煤器中的流動方向應(yīng)該是自下向上流動，而煙氣則應(yīng)自上而下。為了便于除去省煤器中分離出來的空氣以及省煤器在正常運行條件下破壞時可能出現(xiàn)的蒸汽泡，水流方向自下而上是必需的。而為了保證水及煙氣構(gòu)成逆流和改善省煤器的傳熱情況，煙氣自上而下的流動也是必需的。

  由于鑄鐵的抗沖擊能力很弱，在鑄鐵省煤器中不允許把水加熱到沸騰溫度，以避免產(chǎn)生使省煤器管子破裂的水擊。在裝置省煤器時都裝有旁通煙道，以便從鍋爐中來的煙氣能繞過省煤器。當升爐、停爐以及在事故停載負荷時都要使煙氣從旁路通過。旁路還可以用來調(diào)節(jié)水的預(yù)熱。

  鋼質(zhì)省煤器的應(yīng)用受到了阻礙，其原因是由于薄壁鋼管受熱面的腐蝕很難防止。省煤器中的腐蝕現(xiàn)象發(fā)生在與煙氣接觸的外壁，同時也發(fā)生在與水接觸的內(nèi)壁。腐蝕在省煤器的全部表面上造成分布得比較均勻或不均勻的潰瘍，或者只造成個別的、局部的潰瘍。局部性的潰瘍更為危險，它能很快地造成針孔或漏洞。

  燃燒生成物中所含的氧氣、二氧化碳及二氧化硫能溶解在水滴中，這樣會引起外受熱面的腐蝕。二氧化硫溶于水以后會形成亞硫酸，能使腐蝕加速進行。為了防止外受熱面的腐蝕，需要避免在外受熱面上有水分。

  水分在省煤器外受熱面上的出現(xiàn)可能是煙氣中水蒸氣凝結(jié)的結(jié)果（所謂受熱面出汗），或是當省煤器運行有各種不正常現(xiàn)象的時候。例如：當管上有了針孔的時候，當省煤器各部分聯(lián)結(jié)不嚴而漏水的時候，當開始給冷態(tài)省煤器吹灰的時候，當把蒸汽通往吹灰設(shè)備的管路疏水不良時以及當吹灰管路上的閥門不嚴有蒸汽通入未參加運行的省煤器的時候等等。

  只要省煤器的運行監(jiān)察和修理進行得正常，上述各種運行中的故障是可以減至最少的。因此，只要除去因省煤器出汗而發(fā)生的腐蝕現(xiàn)家就可以了。這種現(xiàn)象是在發(fā)生省煤器的給水預(yù)熱不夠的時候。如果煙氣冷卻到露點溫度，也就是與煙氣中水蒸氣部分壓力相當?shù)娘柡蜏囟纫韵聲r，煙氣中的水蒸氣就會凝結(jié)在省煤器受熱面上而成為小露滴。但是只有緊靠在省煤器管壁的最邊上一層煙氣中的水蒸氣會凝結(jié)。這一層煙氣的溫度最低，可認為它等于管壁溫度（即使煙氣平均溫度相當高也是如此）。

 當管壁附近約等于管壁溫度的煙氣溫度低于露點溫度霞時，水蒸氣就會凝結(jié)在管壁上。因此，防止管壁出汗就是要使省煤器進水部分的最低管壁溫度高于露點溫度。

 由于管壁對水的放熱系數(shù)a₂很高，而煙氣對管壁的放熱系數(shù)a₁很低，省煤囂進水部分的管壁溫度只微微高于水溫，因此，給水溫度必須高于煙氣的露點溫度。

  省煤器表面的腐蝕在使用化學(xué)處理過的水的情況下會發(fā)生。但是如果水中沒有溶解的氧和二氧化碳的話，腐蝕的進行速度是極為微小的。如果水中有氧存在，即使量極其微小，也會加劇腐蝕的進行。省煤器表面上最常見的氧腐蝕是局部性的腐蝕，在某些地方形成麻點一樣的破壞金屬的病癥。要防止省煤器表面的腐蝕，需要進行省煤器給水除氧。要防止凝結(jié)水流經(jīng)省煤器的途中有空氣溶解進去，同時，從生產(chǎn)中回來的凝結(jié)水和從給水處理設(shè)備送來補充凝結(jié)水損失的補充水都需要除氧。

省煤器遇到的問題，氣液熱管換熱器都能遇到，只不過是在省煤器中水是在管內(nèi)流，而在熱管中水和煙氣都在管外流動而已。省煤器是管內(nèi)表面與水接觸，而熱管是部分外表面與水接觸。在與水接觸一段的熱管內(nèi)部的溫度為工作介質(zhì)的溫度可以比管外的水溫高許多，這一點是與省煤器大不相同的。