H鳍片管省煤器技术报告
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H型省煤器的设计和制造技术综述在当今环境保护和可持续发展的背景下,节能减排已成为工业领域的一项重要任务。
燃煤锅炉作为我国主要的能源转换设备,其燃煤过程中存在大量的能量损失。
为充分利用煤炭资源、提高燃烧效率和降低环境污染物排放,H型省煤器应运而生。
H型省煤器是一种用于锅炉燃烧系统的热交换器设备,其主要功能是在锅炉尾部回收烟气中的热能,用于预热锅炉进水,从而降低给水温度,提高燃烧效率。
相比于传统的省煤器,H型省煤器采用了新型的设计和制造技术,具有更高的热回收效率和更小的压力损失。
首先,H型省煤器的设计通过优化热传导路径和烟气流动方式,最大限度地提高了热回收效率。
一般情况下,H型省煤器采用了多级烟气流动设计,将烟气纵向分为多个段落,并在每个段落中安装了不同形状和尺寸的导管。
这样一来,烟气在经过H型省煤器的过程中,能够与导管充分接触,并将热量传导到进水管道中。
同时,导管之间的排列布局也会影响烟气的流动方式,进一步提高省煤器的热回收效率。
其次,H型省煤器的制造技术也得到了不断的改进和创新。
采用先进的材料和制造工艺,可以提高省煤器的结构强度和耐高温性能。
目前,常见的H型省煤器材料主要有碳钢、合金钢和不锈钢等,具体选用的材料取决于运行工况和使用要求。
在制造过程中,采用自动化设备和先进的焊接技术,可以保证H型省煤器的制造质量和稳定性。
此外,为了进一步提高H型省煤器的性能,还可以采用降低烟气阻力的设计和制造技术。
传统省煤器在烟气流过的过程中存在一定的阻力损失,而H型省煤器通过设计和制造上的创新,减少了烟气流动的阻力,降低了能量损失。
例如,在导管内部设置了烟气旋流装置,可以有效地调整烟气流速和方向,减少烟气与导管间的摩擦损失,提高燃烧系统的效率。
最后,为了确保H型省煤器的正常运行和长久使用,还需加强运行管理和维护保养。
定期对省煤器进行清洗和除灰,可以减少积灰对热传导的影响,保证热回收效率。
同时,定期检查省煤器的密封性和结构强度,及时发现和修复漏风和渗漏问题,延长设备的使用寿命。
H型翅(鳍、肋)片管式余热回收装置(又称省煤器)
H型翅片管型省煤器技术是采用H型翅片管(亦称H型鳍片管、肋片管、蝶片管)组装成的高效换热省煤器。
1、结构形式:
基本形式为“H”型及双“H”型,顺列布置。
2、性能特点
1)省煤器用H型翅片管式省煤器代替光管省煤器,可以增加换热面积,减少管子排列数目,从而增大烟气流通截面,使烟速降低,减少磨损。
由于管子的磨损速度与烟气的流速的3.33次方成正比,所以如果烟气速度从9m/s降低至7m/s,则磨损速度就会降低至原来的43%。
同时实验表明,翅片管本身有使飞灰向管排中间集中的作用,故采用翅片管省煤器在结构上有减轻磨损的作用
2) H型翅片管可制造成双管的“双H”型翅片管,其结构的刚性好,可以应用于管排较长的场合。
3)H型翅片管省煤器采用顺列布置,H型翅片把空间分成若干小的区域,对气流有均流作用,使磨损大大降低
4)H型翅片由于两边形成笔直通道,可取得最好的吹灰效果。
5)空间紧凑,总体重量大为减轻,降低造价
6)节能、耗电少:用于发电机组的省煤器,至少可减少三分之二发电机排烟热损失,每吨蒸汽仅耗电2~4kW
7)操作维护简单;节省劳动力:省煤器整体组装出厂,运动部件少,结构简单,便于安装。
自动化水平高,运行维护简单,可减少运行人员。
3、参数
蒸汽压力:0.5~4.0 MPa
蒸汽形式:饱和蒸汽/过热蒸汽
4、循环方式
自然循环/强制循环
5、适应范围
适应于功率范围为600kW~15000kW的各种类型的发电机组及温度大于300℃的各种余热资源。
H鳍片管省煤器技术报告目录1.H型鳍片管介绍 12. H型鳍片管的优点 12.1 优异的防磨性能 12.2 积灰减少 22.3 空间紧凑,更高幅度地降低排烟温度 22.4 减少烟气侧阻力 32.5 降低引风机运行和投资成本 32.6 各种省煤器对比如下表: 33. H型鳍片管结构特点 44. H型鳍片管省煤器的结构特性分析 44.1 H型鳍片管属于扩展式受热面 44.2 H型鳍片管省煤器是属于紧凑型换热器 54.3采用H型鳍片管省煤器不但可以节省空间也可以减轻重量 55. H鳍片管问题探讨 65.1 H鳍片管抗飞灰磨损的措施和原理 65.2 H鳍片管的传热机理以及结构参数的选择 75.3 H鳍片管的材料的选择 85.4采用H鳍片管省煤器经济性的考虑 85.5 H鳍片管的制造和质量要求 95.6采购程序和注意问题 95.7 H鳍片管省煤器适应情况 106. H型翅片管的传热和阻力计算 107. 结论 111.H型鳍片管介绍H型鳍片管,亦称H型肋片管,也有称蝶片管的,它是把两片中间有圆弧的钢片对称地与光管焊接在一起形成鳍片(肋片或蝶片),正面形状颇像字母"H”,故称为H型鳍片管。
H型鳍片管的两个鳍片为矩形,近似正方形,其边长约为光管的2倍。
属扩展的受热面。
H型鳍片管采用闪光电阻焊工艺方法,其焊接后焊缝磨合率高,焊缝抗拉强度大,具有良好的热传导性能。
H型鳍片管还可制造成双管的"双H”型鳍片管,其结构的钢性好,可以应用于管排较长的场合。
单H型鳍片管双H型鳍片管2. H型鳍片管的优点2.1 优异的防磨性能省煤器磨损:磨损主要是灰粒对管子的冲击和切削作用,在管子周围与水平线成30°部位磨损最厉害S1/d=S2/d=z时,此处磨损量为平均值的3倍;错列布置由于气流方向改变,第二排磨损最厉害,S1/d=S2/d=z时第二排是第一排磨损量的2倍,以后各排磨损量比第一排一般高30%-40%;顺列布置第一排与错列布置第一排相同,以后各排由于气流冲击不到管子磨损较轻。
H型省煤器的传热与流动特性研究的开题报告一、研究背景与意义H型省煤器是一种节约能源、改善环境的技术设备。
在火力发电厂中,燃烧燃料后排出大量的烟气,并且烟气中含有大量的热能。
H型省煤器可以将烟气中的热能传递给锅炉中的水,使水加热,从而实现节能减排的目的。
H型省煤器具有结构紧凑、传热效率高、噪音小、运行成本低等优点,被广泛应用于火力发电厂。
H型省煤器的传热与流动特性对于其节能效果和运行稳定性具有重要作用。
近年来,在经济全球化和环境保护的大背景下,火力发电厂的节能减排问题日益受到重视。
因此,对H型省煤器的传热与流动特性进行研究具有重要的理论意义和应用价值。
二、研究内容和目标本项目旨在对H型省煤器的传热与流动特性进行研究,具体内容包括:(1)对H型省煤器的结构进行分析和设计,采用数值模拟方法进行计算和仿真。
(2)采用实验方法对H型省煤器的传热性能和流动特性进行测试和分析,考虑不同工况下的影响因素。
(3)根据计算和实验结果,对H型省煤器的传热与流动特性进行分析和比较,提出改进方案,并探讨其应用前景。
本项目的目标是:(1)掌握H型省煤器的结构特点和传热原理,深入理解其传热与流动特性。
(2)对H型省煤器的传热效率和流体力学性能进行分析和评价,揭示其优缺点。
(3)提出H型省煤器的优化设计方案,并开发新型H型省煤器。
三、研究方法和技术路线(1)数值模拟方法:采用计算流体力学(CFD)软件对H型省煤器的传热与流动特性进行模拟和计算,分析不同参数对传热和流动的影响,为实验设计提供指导。
(2)试验方法:采用传统的物理试验方法,通过搭建实验台架,进行H型省煤器的传热实验和流动实验。
(3)数据处理方法:采用统计学方法对试验数据进行处理和分析,绘制相应的曲线和图表,得出结论和评价。
四、预期成果和意义(1)对H型省煤器的传热与流动特性进行研究,揭示其性能规律和优缺点,提供工程实践和理论指导。
(2)掌握数值模拟和试验方法,培养科研人才,推动学术进步和技术创新。
H型省煤器在锅炉节能改造中的应用与效果评估概述:H型省煤器是一种应用于锅炉节能改造的重要设备。
它通过将烟气中的高温热量传递给介质,从而提高锅炉的热效率。
本文将详细介绍H型省煤器的工作原理、应用场景以及在节能改造中的效果评估。
一、H型省煤器的工作原理H型省煤器是一种将烟气中的高温热量回收的设备。
它由管束、进出水口、烟气入口和出口等组成。
在锅炉运行过程中,烟气通过烟气入口进入H型省煤器内部,然后经过管束与介质进行热量交换,将烟气中的高温热量传递给介质,同时降低烟气排放温度,提高锅炉的热效率。
二、H型省煤器的应用场景H型省煤器广泛应用于各类工业锅炉和发电厂锅炉的节能改造中。
它适用于燃煤、燃油、燃气等各种锅炉烟气的回收利用。
在燃煤锅炉中,H型省煤器的应用非常常见,可以有效地降低烟气中的煤粉含量,减少灰尘排放,提高锅炉的热效率。
三、H型省煤器在锅炉节能改造中的效果评估1. 提高热效率H型省煤器的应用可以有效地提高锅炉的热效率。
通过烟气与介质的热量交换,H型省煤器可以将烟气中的高温热量回收利用,从而减少燃料的消耗,并提高锅炉的热效率。
实际应用中,H型省煤器可以提高锅炉的热效率约3%至5%。
2. 降低烟气排放温度H型省煤器在回收烟气热量的同时,也可以降低烟气的排放温度。
烟气经过H型省煤器的热量交换后,其温度明显降低,从而减少对环境的影响。
在锅炉节能改造中,H型省煤器可以有效地降低烟气排放温度,达到减少污染物排放的目的。
3. 减少燃烧排放物H型省煤器的应用可以减少燃烧产生的排放物。
燃料在锅炉燃烧过程中,会产生大量的烟尘、二氧化硫等污染物。
通过应用H型省煤器,可以有效地减少烟气中的污染物含量,降低对环境的影响。
实际应用中,H型省煤器可以降低燃煤锅炉的烟气中的灰尘、二氧化硫等污染物排放。
4. 节约能源成本H型省煤器的应用还可以带来经济效益。
通过提高锅炉的热效率和降低燃料消耗量,H型省煤器可以有效地降低能源成本。
在企业进行节能改造时,应用H型省煤器可以实现节能减排的双重效益。
H型鳍片式省煤器介绍一、H型鳍片式省煤器介绍:贵公司省煤器磨损严重吗?贵公司锅炉排烟温度高吗?向贵公司提供一种超耐磨磨损寿命提高3-4倍、锅炉排烟温度可降低30℃、积灰少、价格便宜的省煤器改造技术。
H型鳍片管介绍方型肋片电阻焊焊在管子上形状像H,故称H型鳍片管或称H型肋片管。
二、H型鳍片式省煤器的优点(一)超耐磨,可提高磨损寿命3-4倍。
1、原理:由于历史原因,我国早期省煤器采用错列布置烟速9m/s 左右,错列布置由于气流方向改变,第二排磨损最厉害,第二排是第一排磨损量的2倍,以后各排磨损量比一排高30%-40%。
顺列布置第一排与错列布置相同,以后各排由于气流冲击不到管子磨损轻。
在其它相同条件下,顺列布置的最大磨损量比错列管少3-4倍。
2、根据:1984年CE公司的KDL试验室试验结果:顺列布置第二排管子磨损率比错列布置第二排管子低25倍,不论何种布置第一排管子比错列布置的第二排管子低2-4倍(见蝶形肋片管省煤器在多灰烟气中应用)3、根据2:岑可法,锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算,P484称:在其它相同条件下,顺列管束的最大磨损量比错列管束减少3-4倍。
4、作用:华北电业局有各厂各型锅炉减少一次临修的经济效益。
670t/h锅炉 150万410 t/h锅炉 50万(二 )积灰少1、H型鳍片由于鳍片焊在管子不易积灰的两侧,而气流笔直地流动,气流方向与鳍片平行,鳍片不易积灰。
2、H型鳍片中间留有4-10mm间隙,可引导气流吹扫管子鳍片积灰。
3、螺旋片由于肋片螺旋角引导气流改变方向,肋片管积灰比较严重,对不于不形成松散性积灰的省煤器,不能采用。
现场运行实践表明:H型鳍片管不积灰,而螺旋片鳍片积灰严重。
4、纵向鳍片管由于鳍片焊在积灰迎风面和背面,由于气流沿鳍片流动,气流到管子处改变方向形成漩涡,形成积灰。
5、H型鳍片由于两边形成笔直通道,可取得最好的吹灰效果。
6、格林公司图片:H型鳍片不积灰,螺旋型肋片积灰严重。
H型鳍片管介绍方型肋片电阻焊焊在管子上形状像H,故称H型鳍片管或称H型肋片管。
H型鳍片管顺列布置H型鳍片管优点一、超耐磨,可提高磨损寿命3-4倍。
1、原理:由于历史原因,我国早期省煤器采用错列布置烟速9m/s左右,错列布置由于气流方向改变,第二排磨损最厉害,第二排是第一排磨损量的2倍,以后各排磨损量比一排高30%-40%。
顺列布置第一排与错列布置相同,以后各排由于气流冲击不到管子磨损轻。
在其它相同条件下,顺列布置的最大磨损量比错列管少3-4倍。
2、根据:1984年CE公司的KDL试验室试验结果:顺列布置第二排管子磨损率比错列布置第二排管子低25倍,不论何种布置第一排管子比错列布置的第二排管子低2-4倍(见蝶形肋片管省煤器在多灰烟气中应用)3、根据2:岑可法,锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算,P484称:在其它相同条件下,顺列管束的最大磨损量比错列管束减少3-4倍。
4、作用:华北电业局有各厂各型锅炉减少一次临修的经济效益。
670t/h锅炉150万410t/h锅炉50万二、积灰少1、H型鳍片由于鳍片焊在管子不易积灰的两侧,而气流笔直地流动,气流方向与鳍片平行,鳍片不易积灰。
2、H型鳍片中间留有4-10mm间隙,可引导气流吹扫管子鳍片积灰。
3、螺旋片由于肋片螺旋角引导气流改变方向,肋片管积灰比较严重,对易于形成松散性积灰的省煤器,不能采用。
现场运行实践表明:H型鳍片管不积灰,而螺旋片鳍片积灰严重。
4、纵向鳍片管由于鳍片焊在积灰迎风面和背面,由于气流沿鳍片流动,气流到管子处改变方向形成漩涡,形成积灰。
5、H型鳍片由于两边形成笔直通道,可取得最好的吹灰效果。
6、格林公司图片:H型鳍片不积灰,螺旋型肋片积灰严重。
7、蝶形肋片管省煤器在多灰烟气中应用中的图片:螺旋型肋片积灰严重。
8、美国采用螺旋肋片管出现了堵灰和飞灰磨损情况,鲍文电站3号炉、4号炉,纳弗桥电厂1号炉、3号炉。
三、受热面扩展充分可降低排烟温度30℃1、受热面扩展充分,受热面可增加2-3倍,可降低排烟温度30℃2、根据蝶形肋片管省煤器在多灰烟气中应用125MW锅炉改造,排烟温度可降30℃。
鳍片管省煤器流动与传热特性数值模拟及结构优化的开题报告一、研究背景及意义煤是中国能源结构中不可或缺的一部分,但是其燃烧产生的大量废气却给环境带来了严重的污染。
如何降低煤的燃烧排放物的排放量,是当前亟待解决的问题之一。
在燃烧过程中,烟气中的水蒸气和未燃烧的燃料都能够被回收来提高热工效率和降低排放。
鳍片管省煤器是一种常用的回收烟气中余热和水蒸气的设备。
通过鳍片的接触面积增大,促进烟气与水的混合,加强传热强度,从而达到回收热量的效果。
同时,利用鳍片管省煤器可以防止水蒸气在烟囱中冷凝,减小了膨胀损失和氧化损失。
在实际应用中,鳍片管省煤器的性能受到很多因素的影响,如鳍片结构、流道形状等。
因此,针对鳍片管省煤器的流动传热特性进行研究,优化其结构,提高其热力效率和减少排放,具有重要的实际意义。
二、研究内容和方法本项目的研究内容是针对鳍片管省煤器的流动传热特性进行数值模拟和结构优化,实现最佳的热力效率和排放控制。
具体研究内容如下:1.建立鳍片管省煤器的三维数值模型,采用计算流体力学(CFD)软件对其流动传热特性进行模拟和分析。
2.通过实验验证数值模拟结果的可靠性和准确性。
3.对不同鳍片结构和流道形状进行优化设计,比较其在传热效率和排放控制方面的性能差异。
4.根据研究结果,提供相应的改进建议和优化方案。
三、研究进展和计划目前,已经完成了鳍片管省煤器的三维数值模型建立,并利用CFD软件进行了流动传热特性的模拟和分析。
下一步的研究计划如下:1.实验验证数值模拟结果的可靠性和准确性。
2.根据数值模拟和实验结果,优化不同鳍片结构和流道形状,比较其在传热效率和排放控制方面的性能差异。
3.根据研究结果,提出针对鳍片管省煤器的改进建议和优化方案。
4.撰写论文发表。
四、预期成果及意义本项目预期成果如下:1.建立了鳍片管省煤器的数值模拟模型,分析了其流动传热特性。
2.验证了数值模拟结果的可靠性和准确性。
3.通过实验验证和结构优化,实现了鳍片管省煤器的最佳传热效率和排放控制。
H型省煤器的清灰技术研究与改进H型省煤器是一种常见的节能设备,在工业生产中起着重要的作用。
省煤器通过回收锅炉烟气中的热能,将其传递给进入锅炉的水,提高热效率,减少燃煤量,进而降低能源消耗和环境污染。
然而,长期使用后,煤灰会在省煤器内部堆积,降低其效率,导致能源浪费。
因此,对H型省煤器的清灰技术进行研究和改进非常重要。
清灰技术是指清除煤灰堆积物的手段和方法。
传统的清灰技术主要有机械刮灰、冲击灰和气体刮灰等。
然而,这些技术在清灰的同时容易带来其他问题,如对省煤器结构的损伤、对环境的二次污染等。
因此,研究和改进清灰技术是提高H型省煤器效率的关键。
目前,有一种新型清灰技术——声波清灰技术吸引了研究人员的关注。
声波清灰技术是利用声能将煤灰颗粒与省煤器表面分离的一种方法。
通过对不同频率、振幅和声波形态的声波进行实验研究,研究人员发现,声波清灰技术具有高效、无污染、对设备无损伤等优点。
当声波作用在灰层上时,其会引起灰层的微振动,进而使煤灰颗粒从灰层中脱落。
这种清灰技术不仅能够清除灰层,还能够减少灰层在H 型省煤器上的堆积。
然而,声波清灰技术也存在一些问题。
首先,声波的频率、振幅和声波形态对清灰效果有一定影响,需要进行进一步的实验和研究。
其次,如何将声波清灰技术应用于实际生产中也是一个亟待解决的问题。
由于H型省煤器结构的复杂性以及声波传播的特殊性,需要研究人员对设备结构进行改进和优化。
同时,声波在传播过程中会受到压力、温度等环境因素的影响,研究人员需要对这些因素进行考虑和控制,以提高声波清灰技术的效果。
为了解决上述问题,研究人员可以从以下几个方面着手进行改进。
首先,通过实验研究确定最佳的声波参数。
研究人员可以对不同频率、振幅和声波形态的声波进行实验,观察其对H型省煤器清灰效果的影响。
通过系统的数据分析和比对,找到最佳的声波参数组合,以提高清灰效率。
其次,改进H型省煤器的结构。
煤灰在省煤器内部的堆积一方面是因为结构不合理,另一方面是由于煤灰在烟气中的输送过程中会发生堵塞。
H鳍片管省煤器技术报告目录1.H型鳍片管介绍 (1)2. H型鳍片管的优点 (1)2.1 优异的防磨性能 (1)2.2 积灰减少 (2)2.3 空间紧凑,更高幅度地降低排烟温度 (2)2.4 减少烟气侧阻力 (3)2.5 降低引风机运行和投资成本 ..................................... 错误!未定义书签。
2.6 各种省煤器对比如下表: (3)3. H型鳍片管结构特点 (4)4. H型鳍片管省煤器的结构特性分析 (5)4.1 H型鳍片管属于扩展式受热面 (5)4.2 H型鳍片管省煤器是属于紧凑型换热器 (5)4.3采用H型鳍片管省煤器不但可以节省空间也可以减轻重量 (6)5. H鳍片管问题探讨 (7)5.1 H鳍片管抗飞灰磨损的措施和原理 (7)5.2 H鳍片管的传热机理以及结构参数的选择 (8)5.3 H鳍片管的材料的选择 (9)5.4采用H鳍片管省煤器经济性的考虑 (9)5.5 H鳍片管的制造和质量要求 (9)5.6采购程序和注意问题 (10)5.7 H鳍片管省煤器适应情况 (10)6. H型翅片管的传热和阻力计算 (11)7. 结论 (12)1.H型鳍片管介绍H型鳍片管,亦称H型肋片管,也有称蝶片管的,它是把两片中间有圆弧的钢片对称地与光管焊接在一起形成鳍片(肋片或蝶片),正面形状颇像字母"H”,故称为H 型鳍片管。
H型鳍片管的两个鳍片为矩形,近似正方形,其边长约为光管的2倍。
属扩展的受热面。
H型鳍片管采用闪光电阻焊工艺方法,其焊接后焊缝磨合率高,焊缝抗拉强度大,具有良好的热传导性能。
H型鳍片管还可制造成双管的"双H”型鳍片管,其结构的钢性好,可以应用于管排较长的场合。
单H型鳍片管双H型鳍片管2. H型鳍片管的优点2.1 优异的防磨性能省煤器磨损:磨损主要是灰粒对管子的冲击和切削作用,在管子周围与水平线成30°部位磨损最厉害S1/d=S2/d=z时,此处磨损量为平均值的3倍;错列布置由于气流方向改变,第二排磨损最厉害,S1/d=S2/d=z时第二排是第一排磨损量的2倍,以后各排磨损量比第一排一般高30%-40%;顺列布置第一排与错列布置第一排相同,以后各排由于气流冲击不到管子磨损较轻。
在其它条件相同情况下,顺列管束的最大磨损量比错列管束少3-4倍;管子磨损速度与烟气速度不均系数Kv成正比,与飞灰浓度不均系数K u成正比。
H型鳍片管省煤器采用顺列布置,H型鳍片与管子垂直(不像螺旋鳍片管有一定的角度),把空间分成若干小的区域,对气流有均流作用,与采用错列布置的光管省煤器,螺旋肋片省煤器,纵向鳍片省煤器相比,在其它条件相同情况下,磨损寿命高3-4倍。
2.2 积灰减少●H型鳍片具有良好不积灰的鳍片间距,积灰形成发生在管子背向面和迎风面。
管子错到布置容易冲刷管子,背面积灰较少。
对于顺列布置管子,由于气流不容易冲刷管子背面,就管子而言顺列布置积灰比错列多。
●H型鳍片由于鳍片焊在管子不易积灰的两侧,而气流笔直地流动,气流方向不改变,鳍片不易积灰。
●H型鳍片中间留有4-10 mm间隙,可引导气流吹扫管子鳍片积灰。
●螺旋片由于肋片螺旋角引导气流改变方向,肋片管积灰比较严重,对于不形成松散性积灰的省煤器,不能釆用。
现场运行实践表明:H型鳍片管不积灰,而螺旋片鳍片积灰严重。
●纵向鳍片管由于鳍片焊在积灰迎风面和背面,由于气流沿鳍片流动,气流到管子处改变方向形成漩涡。
部分区域易形成积灰。
●H型鳍片由于两边形成笔直通道,可取得最好的吹灰效果。
2.3 空间紧凑,更高幅度地降低排烟温度H型鳍片管省煤器的扩展受热面可以根据需要进行灵活设计,在有效的锅炉空间可以设计更多的受热面,进而更大幅度的降低排烟温度;或者在一定的排烟温降的前提下,将省煤器设计更紧凑。
以670 t/h锅炉为例进行比较1)H型鳍片空间高度是光管省煤器的70%2)H型鳍片管子根数是光管省煤器的35%-40%,弯头减少、支撑减少3)H型鳍片重量是光管省煤器的80%,是纵向鳍片管的87%。
2.4 减少烟气侧阻力,降低引风机运行和投资成本由于H型鳍片管近似方形结构,组装成换热器后,管束间被鳍片分成众多小通道,对气流有一定均流效应,气流近似纵向顺流,气流阻力相对较小,而螺旋肋片管束由于肋片的导向性,气流扰动强,紊乱度高,气流流动阻力大。
在设计流速相同的情况下,H型鳍片管束与螺旋肋片管束相比,流动阻力大大降低。
2.5 各种省煤器对比如下表:3. H 型鳍片管结构特点在H 型鳍片管省煤器中,蛇形管受热面的直管部分采用H 型鳍片管代替光管。
这种省煤器在结构上有以下几个特点:1.直管部分基本为为双H 鳍片管,部分采用单H 鳍片管;2.由小R 标准弯头将H 鳍片管连接成蛇形管排;3.弯头部分用隔板将弯头隔离于烟气流之外,以彻底防止烟气对于弯头部分的飞灰磨损;4.管组采用悬吊管或两端由包复壁(或烟道中间隔墙)上的托块支吊;5.管组的出厂组装方式根据支吊结构和运输条件确定。
一台300MW 汽包锅炉的H 型鳍片管省煤器4. H型鳍片管省煤器的结构特性分析4.1 H型鳍片管属于扩展式受热面光管外面焊上鳍片,自然增加了受热面。
一般采用扩展系数来表明受热面增加的程度。
扩展系数=单位长度鳍片管总的表面积/光管的外表面积单位长度鳍片管总的表面积=总的鳍片与烟气接触的表面积+管子外表面积一被鳍片遮盖住的管子表面积典型的H型鳍片管的结构要素为:●鳍片的宽度和高度大约等于2倍的管径。
如果鳍片尺寸过大,尽管增加了受热面,但是由于沿着鳍片向管子热传导的路径过长,引起鳍片端部的金属温度升高,降低了传热的效果。
●鳍片的厚度一般为3mm,有的小型锅炉也会用2.5mm。
●鳍片的间距为25mm。
这主要受焊接结构的限制。
在这样情况下,H型鳍片管的扩展系数大约在5上下。
4.2 H型鳍片管省煤器是属于紧凑型换热器有以下几个因素可以提高单位空间中所能容纳的省煤器受热面。
●与光管相比较,同样长度的H鳍片管受热面要大约5倍(扩展系数)。
●在烟气流程方向,H型鳍片管的间距一般取决于管子弯头的弯管半径。
近年来,随着弯管技术的提高,采用R/d= 1.0-1.2的弯头没有什么制造上的困难。
另外一个因素是为了提高管排的刚性和提高鳍片的焊接工效,一般都采用双鳍片管。
在采用双鳍片时,要是R/d过大,会造成纵向间距过大。
这时鳍片的高度就偏大,与宽度不相称。
传热效果不好,白白浪费了材料。
●由于H型鳍片管的耐飞灰磨损性好,因此一般选取较高的烟气流速。
如果光管时候选取8m/s的话,H型鳍片管则可以选取11m/s。
适当高的烟气流速同时也可以防止积灰。
●为了防止弯头与烟道壁面相邻处所形成的烟气走廊地区的磨损,采用隔板将弯头隔离在烟气流之外,彻底解决了磨损。
这样做的代价是损失了一部分烟道截面,也就是空间。
不过这个损失所占的比例不大。
烟道较深时,也就是8%以下。
综合以上因素,单位空间所能容纳的受热面,H型鳍片管大约是光管的7-9倍(见表3)。
考虑到实际采用的对流换热系数H鳍片管比光管低的因素,两者所需要占据的空间比例大约是1:3。
也就是原来采用光管时需要3个管组,现在用一组鳍片管即可。
4.3采用H型鳍片管省煤器不但可以节省空间也可以减轻重量节省管组占据的空间:单位空间所能容纳的受热面,H型鳍片管省煤器大大大于光管,但是实际的设计还要考虑由于对流换热系数的不同。
H型鳍片管的对流换热系数小于光管。
在一般选取的合理烟气流速情况下,H型鳍片管大约是光管的1/3。
这样实际占有的空间,H型鳍片管大约是光管的25-30%。
如果光管省煤器有3个管组,也许H鳍片管只要一个管组就可以了。
可以用单位受热面的重量来考察材料的消耗量。
由表3的实例可以看出,管径和壁厚相同的情况下,H鳍片管单位面积所需要的金属重量仅为光管的43%左右。
其实采用H鳍片管时,因为可以采用较高的烟气流速,管子的尺寸和横向节距都有所减小。
这时候,两者的差别更大。
例如对于实例5而言,光管方案Φ50.8×7.89,鳍片管方案Φ44.5×6.2,此时两者重量比例为1:2.9。
即使H鳍片管的对流换热系数小于光管,总的来说,管束的重量仍小于光管。
对于实例5来说,考虑全部受压件的重量,两者相差约25%。
典型的H型鳍片管省煤器的结构尺寸注:(1) 某台300MW亚临界汽包锅炉(2) 某台600MW超临界锅炉(3) 某台1050MW超超临界锅炉(4) 某台600MW超临界锅炉的设计方案(5) 某台600MW超临界锅炉*考虑设计烟气流速的降低5. H鳍片管问题探讨5.1 H鳍片管抗飞灰磨损的措施和原理H型鳍片的方向与烟气流动方向平行。
由于H鳍片管的制造确保几何尺寸的准确性,众多的鳍片形成许多平行的通道,如同整流栅,形成有序流动,自然就减轻磨损。
一般光管省煤器的弯头部分是防磨的重点部位,因为弯头与烟道壁面之间的空隙流动阻力系数比管束部分小,烟气得到加速,从而形成烟气走廊。
烟气随着流程的进展,不断得到加速,以致流速大于管束中的流速一倍以上。
在其他同样条件下,磨损的速率与烟气流速的3-4次方成正比。
一般采用阻流板以防止烟气走廊的形成,在弯头上复盖防磨罩保护管子。
H鳍片管省煤器采取彻底的措施,就是将所有弯头用隔板将其隔离出烟道,从而根本解决了弯头磨损问题。
在局部对应吹灰器的迎风面,管子上(直段和弯管)复盖防磨罩,以保护管子。
图5 所示为英国Drax电厂660MW的燃煤机组,在使用12万小时之后,H鳍片管省煤器未见明显的磨损。
国内的有关电厂也没有发现明显的磨损。
由于H鳍片管的抗磨损能力很强,因此可以适当提高烟气流速。
一般进口处可以达到15m/s左右,管束中平均流速约为11m/s。
经过12万小时运行之后的Drax电厂的H型鳍片管省煤器5.2 H鳍片管的传热机理以及结构参数的选择H鳍片管是属于扩展受热面。
扩展系数大约达到5上下,也就是说鳍片部分的传热面积大于管子的传热面积,大部分传热在烟气和鳍片之间进行。
烟气的流动情况和对流传热的形式比光管复杂。
烟气和鳍片之间类似于在平行流道中的纵向流动。
对流换热系数与烟气流速的关系不同于横向掠过光管的情况。
但是鳍片间的管子对它来说又是一种扰动。
烟气和省煤器的传热途径大体为两路:1)烟气与管子直接传热。
这个过程与光管省煤器相同,但是在H鳍片管的情况下,所占比例不大。
2)烟气与鳍片的对流传热。
然后是在鳍片中热量通过热传导方式传递到管壁。
由于有在鳍片中热传导过程,因此鳍片的尺寸(高、宽和厚度)对于整体传热有较大影响。
当鳍片的高宽尺寸过大时,热传导路径过长。
同时鳍片接近根部时热流密度过大,使得鳍片外缘金属温度升高,可能导致超出许用温度,并且使传热效果变差。
当鳍片厚度过薄时,不但容易碰坏,更主要的是使得导热热阻较大,鳍片外缘温度升高。