螺纹管在管式空预器中的运用

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1、螺纹管在管式空预器中的应用空气预热器是利用排烟余热来加热燃烧所需空气的热交换设备。它回收了烟气的热量，降低了排烟温度，捉高了锅炉的热效率，同时也强化了燃料的着火和燃烧过程，提高了炉膛温度，强化了，炉内传热。空气预热器是处在烟气温度最低处的束级受热面，在火电厂普遍存在管式空预器低温腐蚀和堵灰的问题，而且许多电厂这方面的问题已达到相当严重的地步，如某电厂400T/h锅炉在运行不到一年的时间内，由于空预器腐蚀造成漏风和堵灰，锅炉出力在400T/h时两侧排烟温差达20°C,引风机不能维持负压运行，引起燃烧情况的恶化，被迫降负荷运行，对锅炉运行的安金性和经

2、济性带来一定影响。空预器的强烈的低温腐蚀通常发生在空气和烟气温度最低的地方即低温空预器。管式空气预热器腐蚀的机理主要是因为燃料中含有硫⑸，燃烧后生成二氧化硫(s),二氧化硫与烟气中剩余的氧再氧化成三氧化硫(sO),烟气中含有水蒸汽，而・・so2与・・so3均能与烟气中的水蒸汽化合成亚硫酸蒸汽(H2so〜)和硫酸蒸汽(H2SO4)o硫酸蒸汽木身不腐蚀金属，当受热面温度低于露点温度时(酸露点:110oC~160°C),硫酸蒸汽就在管子表面冷却结成液体.形成硫酸溶液.对金属具有强烈的腐蚀作用。空预器的腐蚀和堵灰往往是相互促进的。腐蚀造成管了泄漏，增加送

3、风机的负荷使冷空气进入烟气侧，降低了烟气温度，加速低温腐蚀和堵灰。堵灰使传热减弱，受热面壁温下降又促进了腐蚀的加剧，构成恶性循环。严重影响锅炉的安全经济运行。如果漏风严重，以致损坏.又必须整组更换空预器。低温腐蚀和堵灰的减轻和防止：从腐蚀机理分析中可知导致腐蚀堵灰主要是有腐蚀源即燃料中含有硫而转化成亚硫酸和硫酸。空气预热器管壁温度低于烟气露点是产生腐蚀、堵灰的条件，所以常用减轻与防止低温腐蚀和堵灰的处理方法主要有：1・提高空预器受热面的壁温。例如采用热风再循环或加暖风管来提高空预器人口风温；2•冷端受热面采用耐磨耐腐蚀材料，如玻璃管式预管阻力小，

4、对烟气、空气的传热几乎没有影响，积灰轻，可提高烟、风流速，使传热系数提高。但玻璃管的断管和密封问题需不断完善：3•烟气中除硫，使用添加剂(如石灰、白云石等碱性物质)喷入燃料室，吸收或屮和烟气屮的二氧化硫和三氧化硫；4.降低过量空气和减少漏风。螺纹管式空预器与光管式空预器对比：采用螺纹管提高空预器的壁温与传统的方法是有所不同，传统的方法提高排烟温度§py和入口空气温度厲，以降低空气侧和烟气侧放热系比值即比/亏・提高排烟温度虽可使壁温升高.腐蚀减轻，但增加了排烟损失使锅炉的经济降低；采用热风再循环虽提高进口空气温度和壁温，但送风机能耗和容量加大，显示

5、两种方法都不经济、不适宜，而采用螺纹管代替光管可大大提高％而族提高不多，从而使有较大减小，提高壁温如减轻腐蚀。螺纹管是•种管壁上具有外凹内凸的螺旋形槽的异形昔。管壁上的螺旋槽能在有相变和无相变的传热中显著提高管内外壁的放热系数，通常起到双边强化作用。螺纹管用碾压法制成。螺纹管与其它异形管比较起来具有制造简单，传热性能好，机械性能好等优点。在空预器中主要是无和变传热，所以重点介绍螺纹管无相变传热强化机理。强化传热在槽深较深的螺纹管内是因流体因横断面积减小，流速增加而造成的，而在槽深较浅管了中强化传热主要是湍流促进作用所造成的。螺纹管强化传热，主要靠

6、两种流动方式起决定作用。一是因为螺旋槽对近壁外流体限制作用而使管内流体产生附加螺旋运动，这种运动方式在多头且导程长的螺纹管中较为明显，其作用提高丁近壁流体与管壁问的相对运动速度，而减薄了传热边界层的厚度，提高传热效率。二是因螺旋槽所导致的形体阻力产生逆向压力梯度，使传热边界层出现分离，在这单头且导程短的管了中较为明显，其作用破坏传热边界层，加强流体径向混合，从而提高了传热速率。总之螺纹管是一种优良的传热管，在以管内侧最为明显，在&=2.5X10时N.=11.23~1.70NUSO2.湍流在螺纹中，小&数比大&数更为有利。3.在相同“数，采用小节距

7、、小槽深的螺纹管更为有利。现在我们來看壁温公式tb=tk+(&y・tk)/(l+ak/ay),米用螺纹管后，&y和tk没有太大的改变，而ak/ay＜较大改变，据改造后的计算ak/ay=49.77046/85.496=0.5821,而改造前为.ak/ay=53.03636/41.6716=1.272718,这样可以看出応将有较大的上升，改造后的壁温比改造前高16°C,这样看來，使用螺纹管比较可靠，另一方面使热系数增大使所需传热面积大为减小，这样就可以减少空预器的体积，节约大量的钢材。国内外现有的研究工作和应用状况表明：螺纹管是一种广泛应用的高效传热

8、元件。它加工方便，可在无相变及有相变传热屮起双边强化传热作用，而且可以提高管子壁温，提高抗腐蚀的作用。列管式和套管式换热器是目前应用最为