金屬管換熱器在燃煤電廠應(yīng)用及存在問題

王翠萍

摘要：換熱器的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了幾個(gè)階段，尤其是在燃煤電廠中的應(yīng)用價(jià)值逐漸得到體現(xiàn)。使用換熱器可以更好地節(jié)約資源，對(duì)于環(huán)境保護(hù)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義?；诖耍疚耐ㄟ^將重點(diǎn)闡述金屬換熱器在燃煤電廠中的應(yīng)用以及存在的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：金屬換熱器;燃煤電廠;應(yīng)用;存在問題

引言

由于節(jié)能減排政策的實(shí)行，以及我國工業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的要求，燃煤電場(chǎng)節(jié)能改造已經(jīng)成為一個(gè)必然趨勢(shì)。在改造過程中，金屬換熱器由于自身的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越多，但在實(shí)際工作中依然存在一定的問題，需要給出針對(duì)性的改進(jìn)措施，從而提高燃煤電廠的綜合效益。

1、金屬管煙氣換熱器概述

按照煙氣的溫度進(jìn)行劃分，可以將金屬管的煙氣換熱器分為低溫?fù)Q熱器、中溫?fù)Q熱器和高溫?fù)Q熱器。按照換熱器翅片的差異，可以將換熱器分為H型翅片、螺旋翅片和針形翅片換熱器等。

2、換熱器常用布置

煙氣冷卻器和煙氣再熱器是換熱器布置時(shí)需要重點(diǎn)考慮的部分，對(duì)于煙氣冷卻器通常不知在電除塵器前端，可以及時(shí)降低入口的煙氣溫度，這種設(shè)備也可以布置在濕法脫硫之前，從而降低脫硫塔入口的煙氣溫度。煙氣冷卻器回收的的熱量可以作為一種低溫能源進(jìn)行再次利用，通常被用于加熱排煙溫度。

3、電除塵器前煙氣冷卻器的作用以及存在的相關(guān)問題

在電除塵器前端布置煙氣冷卻器，可以降低電除塵器的煙氣溫度，通過這種方式煙氣中的大部分三氧化硫可以在煙氣冷卻器中冷卻，并吸附在粉塵表面，改變粉塵的性質(zhì)，促進(jìn)顆粒的凝聚效果，提高除塵效率。因此，通常情況下將煙氣冷卻器和低溫電除塵器成為低溫電除塵系統(tǒng)。

在進(jìn)一步研究中發(fā)現(xiàn)，部分機(jī)組的煙氣冷卻器存在積灰、磨損嚴(yán)重等問題，這些問題在工程運(yùn)行中需要格外注意以免降低工作效率。對(duì)于磨損而言，這是煙氣冷卻器運(yùn)行中常見的現(xiàn)象，同時(shí)磨損程度與燃料的類型也有很大的關(guān)聯(lián)，通常燃燒高灰煤的電場(chǎng)，磨損會(huì)更加嚴(yán)重，另一方面，飛灰的濃度也是影響磨損的重要因素。通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，磨損速度與煙塵濃度、煙塵流速、流場(chǎng)、飛灰的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，同時(shí)也會(huì)受到受熱面布置、結(jié)構(gòu)特性以及運(yùn)行狀況等方面的影響。

對(duì)于煙塵濃度而言，濃度越高，磨損風(fēng)險(xiǎn)越高。煙氣流速與飛灰顆粒的動(dòng)能與撞擊次數(shù)有關(guān)，飛灰顆粒的動(dòng)能與速度正相關(guān)。而流場(chǎng)方面，煙氣與流場(chǎng)不均與，也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)局部磨損情況，整個(gè)飛灰顆粒的大小、形狀、軟硬對(duì)于磨損也有影響。其次，對(duì)于硬度較高、棱角鋒利的顆粒相對(duì)磨損程度要嚴(yán)重。飛灰顆粒的磨損情況與二氧化硫的含量有一定關(guān)系?；业臐舛葘?duì)于磨損也會(huì)產(chǎn)生直接影響，一旦在生產(chǎn)中使用的是高灰分，低熱量的劣質(zhì)煤，整個(gè)煙氣冷卻器將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的磨損情況。

在設(shè)備的安裝過程匯總，受熱面的布置對(duì)于整個(gè)效果也會(huì)產(chǎn)生影響。由于飛灰重力作用的影響，對(duì)于換熱管也會(huì)造成一定的沖刷，但這種影響并沒有想象中那么嚴(yán)重。由于較小的飛灰顆粒加速并不突出，因此對(duì)換熱器形成的沖擊力也相對(duì)有限。鍋爐在低負(fù)荷狀態(tài)下工作時(shí)，由于煙氣的流速相對(duì)較低，煙氣攜帶飛灰的能力也會(huì)下降，形成一種流化磨損現(xiàn)象，這種磨損相對(duì)于垂直布置更為嚴(yán)重。對(duì)于水平布置的煙氣冷卻器的磨損情況與自上而下垂直布置的煙氣冷卻器在實(shí)際上差別不是很大，但由于水平布置的形式更容易造成積灰問題，會(huì)減少煙氣的流通截面積，使煙氣流速提升，因此在布置方式的選擇上也更傾向于自上而下的垂直布置。

對(duì)于設(shè)備的結(jié)構(gòu)特性，換熱管的布置方式，通常會(huì)使用錯(cuò)列、順列、橫向間距和縱向間距等幾種方式，布置方式不同造成的磨損程度也會(huì)有所差異。通常情況下，使用H型的翅片在磨損程度上要好于螺旋翅片，使用順列的布置方式比錯(cuò)列的方式可以有效降低磨損程度，通常對(duì)于節(jié)距的選擇會(huì)結(jié)合換熱設(shè)備的具體參數(shù)情況、積灰情況以及磨損現(xiàn)象進(jìn)行綜合選擇。在運(yùn)行過程中，由于鍋爐負(fù)荷的增加，整個(gè)煙氣流速也會(huì)得到增加，飛灰的磨損程度就會(huì)加大。對(duì)于負(fù)壓燃燒的鍋爐，煙氣容積增加流速也會(huì)變強(qiáng)，加速對(duì)設(shè)備的磨損。具體在鍋爐燃燒時(shí)，由于燃燒不夠充分，會(huì)導(dǎo)致飛灰中的碳含量增加，整個(gè)焦炭顆粒的硬度就會(huì)增強(qiáng)，這種情況也會(huì)加劇磨損。

通過進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于整個(gè)煙氣冷卻器的防磨損問題，需要結(jié)合主動(dòng)預(yù)防和被動(dòng)預(yù)防兩個(gè)方面進(jìn)行處理。第一，在設(shè)備的設(shè)計(jì)制造過程中需要嚴(yán)格控制煙氣的流速情況，對(duì)于燃燒高灰煤的情況，在設(shè)計(jì)流水時(shí)應(yīng)該控制在每秒8.5米;對(duì)于煙氣和飛灰的流場(chǎng)應(yīng)該保持均勻，整個(gè)均流系數(shù)應(yīng)該控制在一定的范圍內(nèi)。對(duì)于整個(gè)設(shè)備的布置方式應(yīng)該盡量的保持科學(xué)合理，如果布置空間充足，優(yōu)先選擇煙氣自上而下的垂直布置方式，對(duì)于被動(dòng)防磨，如果飛灰濃度較高，在設(shè)備的迎風(fēng)一側(cè)要安裝一定數(shù)量的假管，假管不會(huì)參加換熱，實(shí)質(zhì)上只是一種防磨措施。

4、濕法脫硫前煙氣冷卻器的作用及存在問題

將金屬管煙氣冷卻器安置在濕法脫硫裝之前，可以有效降低脫硫塔入口的煙氣溫度，能降低脫硫塔的能量消耗，還能起到減少煙氣量的作用，從而降低風(fēng)機(jī)阻力電耗。

5、煙氣換熱器作用以及存在的問題

煙氣再熱器可以通過提升排煙溫度來降低白煙排放，當(dāng)前日本通過利用高煙溫進(jìn)行排放，可以提升煙氣的擴(kuò)散水平，同時(shí)還在電除塵器前設(shè)定一定的煙氣冷卻裝置，從而及時(shí)對(duì)電除塵器的煙氣溫度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)提高除塵效率、降低脫硫消耗的目的。另外一方面，以水作為換熱介質(zhì)，可以及時(shí)將回收的煙氣再加熱，從而提升排煙的溫度，增強(qiáng)擴(kuò)散能力。我國通常使用的設(shè)備在材料的選擇方面存在一定困難，因此在使用過程中存在一定的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

6、結(jié)語

綜上所述，低溫金屬管煙氣換熱器在燃煤電廠中進(jìn)行應(yīng)用，需要重視對(duì)相關(guān)設(shè)備的使用和安裝順序，有效緩解磨損、耗能和腐蝕等問題，從而真正意義上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

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