螺旋翅片管在余熱鍋爐上的應用及特性
發布時間:2021-07-20
鍋爐的熱力計算是鍋爐性能設計的重要內容。熱力計算的準確性是保證受熱面數為余熱鍋爐輸出、參數、熱效率及費用的根本。
螺旋翅片管:螺旋翅片、H型、碟形翅片等?也廣泛應用于現有電站鍋爐、循環流化床鍋爐、冶金、化工、建材等行業的余熱鍋爐。但是在設計過程中?主要采用國外引進或前蘇聯的標準計算方法,利用設計師的長期設計經驗或特定結構的針管束的建模實驗結果。目前國內還沒有成熟規范的各種pin管束標準計算方法。
這同樣適用于聯合循環余熱鍋爐螺旋翅片管的傳熱計算。從國外引進或前蘇聯的標準計算方法中,對螺旋翅片管束有傳熱和阻力計算方法,但具體應用有局限性。一方面是結構參數(例如管束間距、銷規格等)。另一方面,燃氣渦輪廢氣的污染特性沒有充分反映出對傳熱計算的影響。

此外,螺旋翅片管的傳熱特性仍然與翅片管的焊接方法和焊接比例有關,國內外翅片管焊接工藝也不可避免地存在一些差異。這些因素限制了鍋爐制造廠在聯合循環余熱鍋爐及其他余熱鍋爐的翅片管受熱面設計中對翅片管及受熱面結構和布置的進一步優化及翅片管束國產化,對余熱鍋爐的性能和成本產生了一定的影響。
此外,當燃氣渦輪排氣通過螺旋翅片管向管內蒸汽輸送熱量時,螺旋翅片管增強了受熱面的傳熱能力,但往往會使管外翅片在惡劣的高溫環境下工作,從而提高管外螺旋翅片的溫度。超過材料允許的耐熱限制,針腳可能會燒壞。余熱鍋爐的情況下,高壓過熱器和再熱器的受熱面,管外煙氣和管內空氣質量溫度都很高嗎?設計時,如果翅片高度不合理,螺旋翅片的最外部溫度(通常稱為翼尖溫度)可能會超過翅片材料的允許溫度,從而導致翅片過熱燃燒,影響余熱鍋爐的工作可靠性。綜上所述,應研究不同結構的翅片管和翅片管受熱面的傳熱和阻力特性、螺旋翅片的溫度分布等,為翅片管的結構優化和翅片管受熱面的優化設計提供設計計算方法。
螺旋翅片管由基礎管和螺旋銷組成。螺旋翅片管的制造工藝通常是將翅片材料纏繞在基管上?使用高頻焊接將兩者焊接在一起。因此,基礎管和螺旋銷的接觸熱阻相對較小。
螺旋翅片管是擴張表面的典型結構之一嗎?具有以下特點:1、管子外部傳熱面積增加?提高傳熱效率螺旋翅片管在光管外擴張傳熱區域嗎?所以對流換熱面由擴張面和光管面兩部分組成嗎?在體積相同的情況下?傳熱面積是光管的多少倍?因此,管子外部的傳熱能力和換熱器的傳熱效率有了很大的提高。
2、緊湊型螺旋翅片管是否增加了單位體積內的熱交換面積?所以和光管束相比?在熱交換相同的情況下?pin管束的管子行數相對較少嗎?能減少換熱器的體積嗎?所以能做出緊湊的結構嗎?金屬消耗量減少。
3、強化傳熱條件螺旋翅片管是否通過外部曲線結構通道引起流動邊界層分離和周期性發展?減少了邊界層的厚度嗎?能縮短層流邊界層的長度嗎?這些都有助于破壞邊界層的層流底部嗎?有強化傳熱的作用。
4、為了減少管子外部的流體流動阻力?鰭側氣體流速相同的情況下,能降低運營成本嗎?每行螺旋翅片管的阻力是否大于每行光管的阻力?但是翅片管比光管束各行的熱交換區域增加得多嗎?在熱交換相同的情況下?可以減少管束的行數嗎?減少加熱面的總阻力。同時?因為螺旋翅片管的傳熱能力有了很大的提高?在保證傳熱能力的條件下?引腳側流體速度也能適當降低嗎?流動阻力與通常速度的平方成正比嗎?所以降低流體速度能減少受熱面阻力嗎?節省運營費用。
5、減少受熱面的磨損,在使用固體燃料的鍋爐中,當灰色氣流通過受熱面時,會產生沖擊并切削熱量置換表面嗎?會導致受熱面的磨損嗎?磨損量與流體速度的三次正方形成正比。因為螺旋翅片管梁傳熱能力的提高?能降低管子外部的流體速度嗎?因此,大大減少了加熱面的磨損。
同時?螺旋翅片管的結構特點使通過螺旋翅片管的流體能夠形成有助于減少一定程度磨損的流動條件。這導致固體灰色粒子對受熱面的影響和切削引起的磨損減弱。這是因為螺旋翅片管束的這些優點。作為熱交換源的熱交換設備有結構小、金屬消耗量小、降低運營成本等優點嗎?因此被廣泛應用于鍋爐省煤器、熱管空氣預熱器、對流蒸發受熱面、冶金、化工行業的余熱回收設備中。