低温省煤器是火电厂回收锅炉烟气余热的重要设备，对于减少能源消耗，提升能源利用效率，减少污染物排放等有重要作用。H型翅片管是广泛应用在低温省煤器中的主要换热部件，对H型翅片管进行换热强化，可有效提升低温省煤器的能源利用效率与技术经济性。本文采用实验手段，研究了几何参数、结构型式对H型翅片管换热性能的影响规律，并提出了H型翅片管的换热强化方案。论文首先设计和搭建了H型翅片管换热强化实验台，实验台主体包括风机出口段、实验段、流量计段、数据采集与处理系统，实验采用内流风洞/电加热翅片管的方式，通过重复性实验与不确定度分析验证了实验系统的可靠性。
利用上述实验台，采用换热系数、单位长度单位温差换热量作为换热性能的表征参数，开展了不同圆角比、间隙比及前后间隙比的H型翅片管实验，获得了这些几何参数对H型翅片管换热性能的影响规律。发现采用0.25~0.3的圆角比，以及8/10的前后间隙比，翅片管换热系数可提升约2.9%。开展了加装扰流杆、球突、开缝、矩形小翼、三角小翼等强化换热结构的H型翅片实验，获得了不同结构型式及布置方式对H型翅片管换热性能的影响规律。其中米型开缝结构可提升H型翅片管换热系数6.6%以上；攻角为60°的矩形/三角小翼可提升换热系数17.5%以上；球突结构可提升换热系数10.4%以上。
根据几何参数、结构型式对H型翅片管换热性能的影响规律，提出了H型翅片管的换热强化方案，包括基于几何参数的基础改进型（提升换热系数5%以上），以及基于结构型式的单结构改进型（提升换热系数10%以上）、多结构综合改进型（提升换热系数20%以上），为高效H型翅片管换热器的开发及工程应用提供了依据。