螺旋翅片管省煤器抗磨性能的研究
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翅片式省煤器晨怡热管2007-2-2 15:53:22工业燃煤锅炉的平均热效率只有67%,近25%的热能通过烟气排放到大气当中,排烟温度高达200℃以上,既污染了环境,又浪费了宝贵的烟气余热资源。
因此许多大型锅炉均有安装铸铁或不锈钢材质的壳管式省煤器,用来回收烟气余热,预热锅炉给水。
但是由于煤炭的含硫量较高,燃烧时通常会产生硫氧化物,与水蒸气结合后即形成硫酸蒸汽。
当省煤器的金属管壁温度低于硫酸蒸汽的凝结点(称为酸露点),就会在其表面形成液态硫酸(称为结露)。
长期以来,传统壳管式省煤器由于结露而引起的腐蚀,甚至穿孔现象时常发生,严重影响锅炉的运行安全,所以目前的锅炉都是通过提高排烟温度来缓解结露和腐蚀现象的产生,烟气温度居高不下。
加之这类省煤器的体积庞大、烟气阻力大,容易积灰、堵灰,换热效率逐年降低,使用寿命短,经常要清灰,因此中小型锅炉很少使用,大型锅炉使用一段时间后,因积灰堵灰严重而基本不用,任由高温烟气带走热量,浪费能源。
锅炉烟气温度每下降15~18℃可以提高锅炉效率1%,因此降低锅炉烟气温度已成为锅炉节能的一个重要途径,同时又必须解决换热管低温腐蚀的难题,于是热管式省煤器便应用而生。
技术特性表序号名称烟气软水1入口温度180~220℃20℃2出口温度140~150℃45℃3工作压力常压 2.0MPa4介质名称燃煤烟气软化水管口表序号连接尺寸标准连接面形式用途a PN2.5DN60 平面软水出口b PN2.5DN60 平面软水入口基础结构图规格参数表锅炉规格2t/h 4t/h 6t/h 8t/h 10t/h 15t/h 20t/h 30t/h 热管数量(支) 36 65 95 125 135 135 175 215设备重量(t) 750 1200 1700 2400 2700 3600 4700 6200 L 1000 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 K 800 1000 1300 1700 1700 1700 2250 2450 G 1900 1900 1900 1900 2400 2900 2900 3100热管式省煤器若干条热管纵向排列组合置于箱体内,即构成热管式省煤器。
简析钎焊渗层螺旋翅片管省煤器
卢居涛;韩家法
【期刊名称】《热机技术》
【年(卷),期】2004(000)002
【摘要】本文介绍了一种新型省煤器,即钎焊渗层螺旋翅片管省煤器。
这种新型省煤器具有较高的传热效率,可有效地解决磨损问题,提高锅炉平均工作时间,是传统省煤器的理想换代产品。
【总页数】3页(P71-73)
【作者】卢居涛;韩家法
【作者单位】济南市压力容器厂技术部
【正文语种】中文
【中图分类】TM621.2
【相关文献】
1.镍基渗层螺旋翅片式省煤器在410t/h煤粉炉上的应用 [J], 李尚军;刘委东;王军明
2.钎焊渗层螺旋翅片管省煤器 [J], 栾红霞
3.简析钎焊渗层螺旋翅片管省煤器 [J], 卢居涛;韩家发
4.钎焊渗层螺旋翅片管省煤器 [J], 薛福连
5.锅炉螺旋翅片管式省煤器泄漏故障预防与处理 [J], 王美莲
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第26期 第6期 石 油 化 工 设 备 V ol.26 N o.6 1997年11月 P ET RO-CHEM ICA L EQ U IPM ENT N ov.1997螺纹管和翅片管传热性能分析及其应用兰州长征机械厂(兰州730050) 工程师李春兰兰州石油机械研究所 工程师杨国恒摘要 介绍了螺纹管和翅片管的结构特点和常用的性能参数,分析了其传热性能以及在管壳式换热器和空冷器中的应用前景。
关键词 换热器 翅片管 螺纹管 传热性能 分析 应用中图法分类号 TQ051.503 在炼油及石化等工业领域,换热器的应用已十分广泛。
目前,强化管内外流体传热,提高传热效率是其研究开发工作的重点。
为了实现强化传热,在换热管的研制上投入比较大,迄今已出现了螺纹管(又称低翅片管)、翅片管(相对地可称为高翅片管)、螺旋槽纹管、横槽纹管、螺旋扁管、缩放管及锯齿形(或T形)翅片管等。
本文仅就我厂换热器及空冷器产品中使用的螺纹管和翅片管的传热性能及其应用做一扼要介绍。
1 结构特点1.1 螺纹管螺纹管是一种由钢管经环向滚压轧制而成的整体低翅片管,其结构和性能参数见图1a和表1。
表中,d为换热管外径,m m;d e、d r、d i、及d of分别为螺纹管的当量直径、根径、内径及齿顶圆直径,mm; 为翅化比,即螺纹管外表面积与滚轧前光管外表面积之比值;F o/F i为螺纹管内外表面积之比值。
由图1a 可看出,管子两端无翅片,管子与管板的连接与光管相同。
图1 螺纹管的结构尺寸和翅片管的类型表1 螺纹管的有关尺寸参数d/mm1925翅化比, 2.8 2.5 2.2 2.0 1.7 2.80 2.75 2.50 2.20 1.80 1.60d e/mm17.517.823.5d r/m m17.016.816.616.616.423.022.622.322.322.022.0d i/mm13.413.018.818.0面积比F o/F i 3.6 3.3 3.1 2.7 2.3 3.6 3.5 3.3 3.0 2.5 2.2d of/mm18.8±0.224.8±0.21.2 翅片管翅片与管子的连接有绕片、镶片及轧片等形式。
翅片管特点
翅片管是一种耐磨、耐腐蚀、耐高压的传热元件,具有以下特点:
1. 传热效率高:翅片管的主要作用是提高换热效率,通过在
换热管表面加装翅片,使传热面积比之前高出几倍甚至几十倍。
根据用户的实际需求,翅片管可以焊接在基管上,提高散热器的换热系
数,从而提高整个散热器的散热效率。
2. 使用寿命长:翅片管的原材料种类繁多,包括不锈钢、碳
钢、钛铜合金等,这些材料都具有很强的耐腐蚀性能,可以满足工业生产的需求。
此外,翅片管的使用寿命长,可广泛应用于石油化工、温室大棚、锅炉、工业、废气回收等领域中。
3. 耐温性能良好:翅片管的耐温性能取决于翅片和管子间的
接触热阻,而接触热阻关键在于两者之间的接触压力。
不同类型的翅片管在温度变化时,其接触压力和热阻会有所不同。
例如,绕片式的翅片张力随气温的提升而快速降低,因此接触热阻便快速提升;而双金属轧片式则能在比较大的温度范围内相对稳定。
4. 耐大气腐蚀能力强:翅片管的基管由翅片保护,以抵挡大
气腐蚀。
各种类型的翅片管因为保护的范围不一样,耐大气腐蚀的能力也就不一样。
5. 清洗方便:翅片管的气体侧的污垢清洗通常选用压缩空
气、水蒸气或高压水等方法。
采用整体型螺旋翅片钢管设计或改造省煤器(热交换器)
有效解决排烟温度高,省煤器积灰和磨损等问题
项目背景
1. 降低排烟温度的意义
排烟热损失占输入能量的6%-8%占锅炉热损失的60%-80% 是各项热损失中最大的一项,是影响煤耗高低的一个重要因素。
一般情况下,400t/h以下锅炉排烟温度每降低10C,锅炉热效率可提高1% 400t/h以上锅炉排烟温度每降低12〜15C,锅炉热效率可提高1%所以排烟温度是锅炉安全经济运行最重要的指标之一。
如何降低排烟温度,减少排烟热损失,提高锅炉热效率,是锅炉设计及改造中的一项极为重要的工作,是实现低碳排放、节能降耗的有力体现。
2. 排烟温度偏高的现状
我国许多工业锅炉、电站锅炉的排烟温度高于设计值,约比设计值高20- 50 C。
若干例子如下表:
4. 省煤器改造与空预器改造对锅炉的影响区别强化省煤器吸热量,和强化空预器吸热量,均可有效降低锅炉排烟温度。
主要区别在于后者对热风温度及锅炉结焦有影响:采用超导热管式空气预热器,同时也提高了空预器出口热风温度。
热风温度高,即意味着炉膛燃烧区温度高。
但对于高挥发份、易结焦的褐煤,燃烧区温度上升使得锅炉结焦倾向增加。