强化传热在锅炉管式空气预热器中的应用.pdf

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1、设备运维强化传热在锅炉管式空气预热器中的应用张宏伟（沈阳航空航天大学,辽宁沈阳110036）EnhancedheattransfertubeinboilerairpreheaterZhanghongwei(ShenyangAerospaceUniversity,ShenyangCity,China,110036)摘要：空气预热器是电站锅炉中必不可少的一个部件，对薄时从传热学中我们知道，传热系数k可用下式计算：于提高锅炉效率、保证燃烧方面起着重要的作用。管式空气预k=11δ1++热器是最常用的一种空气预热器型式。在大型锅炉设备中，管hλh12

2、式预热器可重达数千吨。以配800MW机组的燃煤锅炉设备为由公式可知提升k，需提升h1和h2，当h1和h2差距较大时，相例，管式空气预热器的重量约为2500t。因此，在管式空气预热对来说提升相对小的那个效果好得多。器中采用强化传热技术具有重要的实际意义。2强化传热在管式空气预热器中的应用关键词：强化传热；空气预热器；螺旋片；扩缩管空气预热器是电站锅炉中必不可少的一个部件，对于提高Abstract:Airpreheaterisanessentialcomponentinthepow-锅炉效率、保证燃烧方面起着重要的作用。管式空气预热器是erpl

3、antboiler,forimprovingboilerefficiency,combustionassur-最常用的一种空气预热器型式。在大型锅炉设备中，管式预热anceplaysanimportantrole.Tubularairpreheateristhemost器可重达数千吨。以配800MW机组的燃煤锅炉设备为例，管commontypeofanairpreheater.Inlargeboilerequipment,tubu-式空气预热器的重量约为2500t。因此，在管式空气预热器中larpreheatercanweighthousa

4、ndsoftons.Inunitswith800MW采用强化传热技术具有重要的实际意义。coal-firedboilerequipment,forexample,tubularairpreheater在管式空气预热器中，管内流动的为热烟气，管外流动的weightofabout2500t.Therefore,inthetubularairpreheaterit为被加热的空气，两者的换热系数都较低，因而可以考虑在空hasimportantpracticalsignificanceusingenhancedheattransfer气和烟气两侧均采

5、用强化传热技术。technology.现以一个配800MW机组锅炉的普通管式空气预热器为对Keywords:Enhancedheattransfer;airpreheater;helicalseg-象，来讨论采用外肋片、插入螺旋片一级采用扩缩管等强化传ments;scalingtube热技术对管式空气预热器的影响。在电站锅炉设备中可以对不少部件采用强化传热技术以2.1采用管外焊以纵肋、管内插有螺旋片的管式空气预热器缩小锅炉体积、减轻重量、节省钢材和提高运行可靠性。下面经过多种方案比较，这一种强化传热方法对于改进管式空就管式空气预热器采用的一

6、些强化方法及其效应进行讨论。气预热器的设计是无效的。计算表明，当管外有纵肋，管内插1强化传热原则有螺旋片以及烟气在管内流动，空气在管外横向冲刷管子时，在传热学中传热量可用下式计算：管子数目可以减少，但由于存在肋片，实际换热面积比采用光即Q=kAΔT管时大。流动阻力则和光管时接近。此外，所用的螺旋片所需通过上式我们可以分析出提高传热的途径。的金属管约为管子金属量的4%。1.1提升平均温差ΔT如果只采用外肋而不采用螺旋片，则只有在空气侧强化了可采用逆流的方式提升换热交换面积，因为相互流动换热传热，这是不合理的，因为烟气侧的热阻也很大，只强化一侧

7、换的气体在经过换热器时，逆流的ΔT最大，顺流ΔT最小。热对传热系数的增长好处不多。1.2增加受热面积F如果只在管内插入螺旋片而在管外无外肋，同时使空气以使用较小的管径是提升换热面的一种良法。可以通过增较高速度纵向冲刷管束，使空气侧和烟气侧的换热系数相近，加肋片等提升换热面。则换热面可以减少25%左右，而总的流动阻力要增加几倍，这1.3提高传热系数k在实际上是行不通的。因此较合理的方案是采用烟气在插有提高传热系数k是强化传热的最重要的的途径，且在换热螺旋片的管中流动而空气则横向冲刷管束的措施。面积和平均温差给定时，是增加换热量的唯一途径。当管

8、壁较2.2管内插有螺旋片，管外空气横向冲刷的管式空气预热器2016年1月1设备运维表1方案管内插螺旋片，管外插横向冲刷的管式普通管式空气预热器由扩缩管构成的管式空气预热器名称空气