三維肋片管在鍋爐換熱器上的應(yīng)用研究

楊勤

摘 要：本文對(duì)一種新型的管式換熱技術(shù)進(jìn)行介紹，探討其在鍋爐換熱器上的應(yīng)用進(jìn)情況。

關(guān)鍵詞：三維肋片管；鍋爐換熱器；應(yīng)用；研究

中圖分類號(hào)：TU832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）09-0157-01

我公司600MW機(jī)組額定負(fù)荷下排煙溫度為125℃，為實(shí)現(xiàn)超潔凈排放，需要取消原有回轉(zhuǎn)式GGH并對(duì)尾部煙氣加以利用，在達(dá)成排放指標(biāo)的同時(shí)防止出現(xiàn)煙囪腐蝕及冒“白煙”問(wèn)題。

1 技術(shù)現(xiàn)狀

現(xiàn)役機(jī)組采取的低泄漏煙氣換熱技術(shù)，是在空預(yù)器之后、脫硫塔之前煙道的合適位置通過(guò)加裝煙水換熱器吸收排煙余熱、加熱吸收塔出口的冷煙氣，以達(dá)到減排的目的[1]。但采用煙水換熱的冷卻器多使用H型翅片管換熱，雖然換熱效率較高，但是仍然存在著易腐蝕、自重大、管道泄漏后對(duì)機(jī)組影響較大的問(wèn)題。

2 三維肋片管的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 高換熱效率、低泄漏率和低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)

三維肋片管與管箱式空氣預(yù)熱器的換熱原理類似，由于其特殊的換熱管型設(shè)計(jì)，使得其具有很強(qiáng)的換熱能力，能夠達(dá)到普通管式化換熱器的3倍左右，從而大幅減少換熱管的重量和布置空間，且達(dá)到旋轉(zhuǎn)式GGH的換熱效果，滿足原煙氣與凈煙氣直接換熱。同時(shí)無(wú)需使用中間水媒介，在設(shè)計(jì)上能夠滿足高換熱效率、低泄漏率和低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等幾方面的要求。

2.2 腐蝕

在防止腐蝕方面，由于三維肋片管內(nèi)外部分別通過(guò)原煙氣和凈煙氣，實(shí)現(xiàn)了原煙氣的含硫物質(zhì)和凈煙氣的水分隔離，含SO2、SO3較多的原煙氣不接觸凈煙氣的水分、而含水的凈煙氣不接觸原煙氣的SO2，大大降低了SO2、SO3與水結(jié)合成酸液的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 磨損

將換熱器設(shè)計(jì)在電袋除塵器之后，這部分煙氣的含塵量已降到10mg/Nm3，煙塵量大大降低，同時(shí)在換熱管箱前三排采用普通換熱管加防磨護(hù)瓦的形式布置，進(jìn)一步降低煙塵的磨損影響[2]。

2.4 泄漏

三維肋片式氣氣換熱器對(duì)于中間水媒介的鰭片式換熱器有極大優(yōu)勢(shì)。一旦發(fā)生泄漏，水媒介的換熱器漏水，會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)停運(yùn)；而三維肋片式氣氣換熱器因?yàn)閮?nèi)外均是煙氣，可以保證系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，根據(jù)超潔凈排放指標(biāo)和我公司煙氣參數(shù)計(jì)算，我公司煙氣換熱器的泄漏率只要控制在1%以下就可以滿足環(huán)保要求。統(tǒng)計(jì)三維肋片式氣氣換熱器大約4000條換熱管，按照1%計(jì)算是40條管，意味著三維肋片式氣氣換熱器可以在40條換熱管泄漏的情況下繼續(xù)運(yùn)行，而水媒介換熱器只要一條管泄漏就不能保證運(yùn)行，三維肋片管式換熱器優(yōu)勢(shì)十分明。

2.5 節(jié)能

三位肋片管式換熱器無(wú)需使用轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)，亦無(wú)需抽取熱值較高的汽水媒介，完全利用鍋爐煙氣余熱，對(duì)比轉(zhuǎn)動(dòng)式及中間媒介式換熱器最為節(jié)能。

2.6 用材重量

三維肋片管內(nèi)外流通的介質(zhì)均為煙氣，相對(duì)于水媒介換熱器承壓要求更低，因此管壁更薄，介質(zhì)重量更輕，設(shè)備總體重量也可以達(dá)到最輕[3]。以我公司單臺(tái)600MW機(jī)組為例，同樣的設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)要求下，三維肋片管式換熱器設(shè)備凈重為380t，而水媒介換熱器設(shè)備凈重達(dá)到550t以上。

3 三維肋片管安裝布置

3.1 安裝簡(jiǎn)便，對(duì)原系統(tǒng)改動(dòng)不大

以我公司的安裝布置為參考進(jìn)行設(shè)計(jì)，三維肋片管式換熱器設(shè)計(jì)要求將脫硫塔入口煙溫由125℃降低至85℃以下，將煙囪入口煙溫由47℃升高至80℃以上，煙氣側(cè)總阻力不大于1200Pa。在滿足次設(shè)計(jì)要求的前提下，僅需將2臺(tái)三維管式換熱器布置在原回轉(zhuǎn)式GGH鋼架上，每臺(tái)設(shè)備尺寸為16972x5720x7976mm，采用模塊式管箱設(shè)計(jì)。進(jìn)出口的煙道僅需做相應(yīng)改造和導(dǎo)流設(shè)計(jì)，即可以與原有煙道連接，對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行模擬，布置方式均滿足氣流均布要求。

3.2 新增設(shè)備少

在取消旋轉(zhuǎn)式GGH以后，原有轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備全部取消，包括原GGH驅(qū)動(dòng)裝置、原沖洗水泵、低泄漏風(fēng)機(jī)和吹灰系統(tǒng)。新增設(shè)施為聲波吹灰系統(tǒng)和一套再循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)，以用于清除換熱器積灰和用于啟動(dòng)時(shí)的凈煙氣預(yù)熱，其余監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)均可利舊。聲波吹灰汽源使用原GGH蒸汽吹掃汽源，運(yùn)行中無(wú)需維護(hù)，再循環(huán)風(fēng)機(jī)功率為55KW，抽取部分熱段凈煙氣返回凈煙氣入口進(jìn)行預(yù)熱，整體系統(tǒng)簡(jiǎn)化，安裝便利。

3.3 對(duì)于設(shè)備基礎(chǔ)及鋼結(jié)構(gòu)的要求

三維肋片管式換熱器設(shè)備重量為380t，煙塵載荷30t，煙道改造、介質(zhì)載荷以及樓梯平臺(tái)增設(shè)后重量增加100t，總安裝總量510t，而原旋轉(zhuǎn)式GGH鋼結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)能夠滿足650t的承載，原承重結(jié)構(gòu)完全能夠滿足安裝需求。事實(shí)上，由于三位肋片管式換熱器重量上的優(yōu)勢(shì)，我公司在超潔凈排放改造中設(shè)計(jì)中，考慮將低溫省煤器系統(tǒng)的部分承重放在三維肋片管基礎(chǔ)上，以增加其基礎(chǔ)的承載效率[2]。

4 結(jié)語(yǔ)

三位肋片管式換熱器在防腐蝕性、抗磨損性、運(yùn)行可靠性、運(yùn)行能耗高以及安裝投資方面均有很大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，是一種全新的、可替代原有換熱方式的高效、可靠的換熱器。同時(shí)由于其在換熱設(shè)計(jì)上的先進(jìn)性，其在安裝中也更為簡(jiǎn)單、方便。

參考文獻(xiàn)

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