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热管换热器

晨怡热管 2009-5-4 22:22:42

●热管换热器
  热管换热器的特点结构简单,换热效率高;压力损失小;安全可靠;灵活调温。热管换热器的类型与结构按照热流体和冷流体的状态,热管换热器可分为气-气式、气-液式、液-气式;从热管换热器结构形式来看,热管换热器又可分为整体式、分离式、回转式和组合式。

(一)热管空气预热器


  应用场合:从烟气中吸收余热,加热助燃空气,以降低燃料消耗,改善燃烧工况,从而达到节能的目的;也可从烟气中吸收余热,用于加热其他气体介质如煤气等。
设备优点:


*因为属气—气换热,两侧皆用翅片管,传热效率高,为普通空预器的5—8倍;


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因为烟气在管外换热,有利于除灰;
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因每支热管都是独立的传热元件,拆卸方便,且允许自由膨胀;
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通过设计,可调节壁温,有利于避开露点腐蚀。

结构型式:有两种常用的结构型式即:热管垂直放置型,烟气和空气反向水平流动,见图1;热管倾斜放置型,烟气和空气反向垂直上下流动,见图2。

   
       

 

(二)热管省煤器

   应用场合:从烟气中吸收热量,用来加热给水,被加热后的水可以返回锅炉(作为省煤器),也可单独使用(作为热水器),从而提高能源利用率,达到节能的目的。
设备优点:
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烟气侧为翅片管,水侧为光管,传热效率高;
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通过合理设计,可提高壁温,避开露点腐蚀;
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可有效防止因管壁损坏而造成冷热流体的掺混;
结构型式:根据水侧加热方式的不同,有两种常用的结构型式:水箱整体加热式(多采用热管立式放置)和水套对流加热式(多采用热管倾斜放置),如图3所示

 

(三)热管余热锅炉

 应用场合:应用热管作为传热元件,吸收较高温度的烟气余热用来产生蒸汽,所产生的蒸汽可以并倂入蒸汽管网(需达到管网压力),也可用于发电(汽量较大且热源稳定)或其他目的。对钢厂,石化厂及工业窑炉而言,这是一种最受欢迎的余热利用形式。
设备优点:

 

每支热管都是一个独立的传热单元,可根据不同的温度水平而设计;
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根据需要可选择易拆卸的热管结构,使检修和安装更方便;
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热管彻底隔离了热源和冷源,不会产生冷热流体的掺混;
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烟气侧为管外换热,除灰容易。
结构型式:有两种结构型式,见图a和图b。图a为汽包内直接沸腾式,即热管的冷却段直接伸入汽包内,使汽包内的水产生沸腾;图b为套管内沸腾式,即热管的冷却段被水套管包围,使套管内的水在流动状态下沸腾,所产生的蒸汽再汇入汽包。

 

     
                   

●锅炉鳍片式和H型鳍片式省煤器技术

  我国早期生产的锅炉省煤器设计烟速大都在9m/s以上,近些年电厂使用燃料发热量低、灰分高,再加上有些锅炉省煤器结构缺陷,使得省煤器磨损十分严重,省煤器磨损泄露是困扰电厂安全运行的重要问题,鳍片式省煤器和H型鳍片式省煤器是解决上述问题的最佳途径。

(一)鳍片式省煤器技术原理

  用鳍片式省煤器替代光管省煤器,可以增加烟侧换热面积,增大烟气流通面积,降低烟速,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%。同时实验表明鳍片管本身有使飞灰向管排中间集中的作用,故采用鳍片省煤器在结构上有减轻磨损的作用。

(二)H型鳍片省煤器技术原理

  H型鳍片管,亦称H型肋片管,也有称碟片管的,它是把两片中间有圆弧的钢片对称的与光管焊接在一起形成鳍片(肋片或碟片),正面形状颇像字母"H",故称为H型鳍片管。

结构型式:基本型式为"H"型               

H型鳍片管的优点:

优异的防磨性能

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°部分磨损最厉害,S1/d=S2/d=2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=2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。在其他条件相同的情况下,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KV3.33成正比,与飞灰浓度不均系数Ku成正比。

●H型鳍片省煤器采用顺流布置,H型鳍片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,在其他的条件相同情况下,磨损寿命高3—4倍。

●积灰较轻,易于吹灰。

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