随着我国经济的迅速发展,能源问题日益突显,空气质量问题也成为困扰全国尤其是北方城市的一项难题。为解决此问题,提高燃气锅炉效率、提升天然气利用率就显得十分重要。供热燃气锅炉排烟温度相对较低,但由于具有含硫量低、排烟烟气中水蒸汽含量大的特点,因此具有深度热回收的可能性和必要性。热管换热器具有换热性能好、造价低廉等优点。使用热管换热器进行供热锅炉烟气深度热回收时,考虑到换热器烟气侧进出口温差较大,笔者提出依据换热器中不同管排热管所处温度范围对换热器进行分区,并依据分区特点对热管性能进行优化。本文提出并解释了热管换热器分区概念。之后对一实际供热锅炉工程项目进行了常规热管换热器的设计计算,依据分区概念对设计热管换热器进行分区,并由设计计算结果确定具体的分区边界温度。在分区概念中,将热管换热器沿烟气流动方向分为三个分区,第一个分区为水工质热管区域,第二分区则为混合工质热管区域,第三分区为潜热回收区。本文以实验室方法制作热管,对所得热管进行真空度实验以保证制作过程的可行性。在此基础上,设计了启动性能实验、等温性能实验和传热性能实验,优化研究水工质热管区域和混合工质热管区域内热管单管的性能。其中,水工质热管优化目标参数为充液率和倾斜角度,混合工质热管优化目标参数为充液率和添加有机工质的浓度。实验结果表明,水工质热管区最佳充液率范围为30-40%,最佳倾角范围为30-70度;混合工质热管区最佳有机工质浓度范围为20-40%,最佳充液率范围为20-30%。最后将优化结果与设计结果进行对比,为热管换热器深度余热回收的设计与进一步发展提供了依据和指导。