H型鳍片管省煤器

H型鳍片管省煤器磨损轻积灰轻紧凑重量轻阻力小国外应用多年成熟技术解决目前国内省煤器磨损降低锅炉排烟温度的最优技术H型鳍片管介绍性能分析在电站锅炉应用质量体系制造水平H型鳍片管焊接技术条件成功案例H型鳍片管介绍H型鳍片管（见下图），亦称H型肋片管，也有称蝶片管的，它是把两片中间有圆弧的钢片对称地与光管焊接在一起形成鳍片（肋片或蝶片），正面形状颇象字母“H”，故称为H型鳍片管。H型鳍片管的两个鳍片为矩形，近似正方形，其边长约为光管的2倍。属扩展的受热面。H型鳍片管采用闪光电阻焊工艺方法，其焊接后焊缝熔合率高，焊缝抗拉强度大，具有良好的热传导性能。H型鳍片管还可制造成双管的“双H”型鳍片管，其结构的钢性好，可以应用于管排较长的场合。结构形式：基本形式为“H”型H型鳍片管的优点1、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°部位磨损最厉害，S1/d=S2●错列布置由于气流方向改变，第二排磨损最厉害，S/d=z时，此处磨损量为平均值的3倍。1/d=S2●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。在其它条件相同情况下，顺列管束的最大磨损量比错列管束少3-4倍。/d=z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%。●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●H型鳍片管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,在其它条件相同情况下，磨损寿命高3-4倍。成正比。2、积灰减少●H型鳍片具有良好不积灰的鳍片间距,积灰形成发生在管子背向面和迎风面。管子错列布置容易冲刷管子,背面积灰较少。对于顺列布置管子，由于气流不容易冲刷管子背面，就管子而言顺列布置积灰比错列多。●H型鳍片由于鳍片焊在管子不易积灰的两侧，而气流笔直地流动，气流方向不改变，鳍片不易积灰。●H型鳍片中间留有4-10㎜间隙，可引导气流吹扫管子鳍片积灰。●螺旋片由于肋片螺旋角引导气流改变方向，肋片管积灰比较严重，对于不形成松散性积灰的省煤器，不能采用。现场运行实践表明：H型鳍片管不积灰，而螺旋片鳍片积灰严重。见图。●纵向鳍片管由于鳍片焊在积灰迎风面和背面，由于气流沿鳍片流动，气流到管子处改变方向形成漩涡。如图区域中形成积灰。●H型鳍片由于两边形成笔直通道，可取得最好的吹灰效果。3、空间紧凑，降低造价。以670t/n锅炉为例进行比较。光管纵向鳍片管H型鳍片管管子型号Ф32×5Ф32×5Ф32×5Ф38×5肋片间距1520光管面积1.78541.33841.55881.91819肋片面积1.91817.17869.741米管受热面积/1米光管面积11.8244.95.5管子根数262817521072910管子根数/光管根数167%41%35%烟气速度6.356.356.466.9受热面积46915705936710610受热面积/光管受热面积11.292.112.26排数36241614排数/光管排数167%44%39%高度1800120012801260高度/光管高度167%71%70%管子重量155.4103.663.453.8管子重/光管重167%41%35%总重155.4140.2123.9122.4总重/光管重190%80%79%传热量3563523543771)H型鳍片空间高度是光管省煤器的70%2)H型鳍片管子根数是光管省煤器的35%－40%弯头减少、支撑减少3）H型鳍片重量是光管省煤器的80%，是纵向鳍片管的87%4、减少烟气侧阻力降低引风机运行和投资成本H型鳍片管省煤器在电站锅炉应用国际上，50年代就开始对H型鳍片管省煤器进行了研究，60年代工业性应用于电站锅炉上。英国某公司自1963年以来，已向世界各地的数百座电站锅炉（特别是大型电站锅炉）提供了H型（及双H型）鳍片管省煤器产品。在世界上总装机容量超过70000MW燃煤锅炉中安装了此种省煤器,在MB、IHI、BHK等主要外国公司的锅炉上都在使用,国外有25年以上的运行经验,国内在大连/丹东/福州/岳阳350MW、常熟600MW超临界、开封125MW等机组上使用。本公司生产H型鳍片管业绩自1997年以来，致力于H型鳍片管制造的工艺技术性试验、研究。经过四年的试验，完成了采用“闪光电阻焊”焊接设备的工艺性试验和工业试运行。该设备在2000年末投入生产运行。本公司设备生产过的H型鳍片管用于锅炉省煤器主要情况序号光管规格鳍片厚度制造重量订货单位或使用单位年度138*42.030开封电厂400t/h改造2000年2382.060鞍山电厂400t/h改造01年338100嘉兴（乍溥电厂300MW机组1000t/h改造01年432*4.02.012盐城锅炉部件有限公司02年532*3.52.080扬州电厂（济南订货）03年651*4.03.04.0自用锅炉04年732*4.03.064神头第一发电厂（光达）220t/h改造2005年832*4.02.567马头电厂410t/h改造2006年938*6.0394.5天津军粮城电厂670t/h2006年特点：完善的质量体系我公司有A级锅炉省煤器部件（不含集箱）制造许可证、一二类压力容器制造许可证。通过了ISO9001：2000认证。对于我们出厂的省煤器产品，保证全程有清晰可追溯的质量记录，所有材料采购、制造、检验都按照国家机械标准或电力标准制造。配9000认证和A级证图高质量的制造水平技术方面，我公司有10多名技术人员，多来自锅炉制造企业或电厂，有丰富的经验。对于原材料我们坚持材料第三方复验与涡流检验，将可能的质量缺陷消除在生产之前。焊接方面，所有的焊工都必须持证上岗，每一道焊口都打上制造者的钢印。为证明鳍片焊接牢固，除进行敲击与弯曲检验外，我们对于每批产品都聘请国家权威检验部门对采样进行破坏性拉力实验，并将结果提供用户。进行4次通球检验，分别在弯管、焊接、水压试验和完工检工序时进行，层层把关，保证所有管排100%通球。探伤检验采用RT，每道焊口以90度角垂直方向拍照2次，消除照片上焊口死角。钢管采购鳍片材料采购材料复验按图放样下料开坡口弯管焊鳍片鳍片材料检验鳍片加工鳍片加工成品检验管夹防磨瓦材料采购材料检验管夹防磨瓦加工管夹防磨瓦成品检验打磨除锈通球检焊鳍片检验管子焊接配排焊接通球、探伤水压、通球上防磨瓦组排油漆包装完工检管子和肋片的熔合顶力焊接电流顶力焊接电流●H型鳍片管省煤器改造与锅炉配套用户须知某台350MW燃煤机组省煤器H鳍片管组模块正在发运以2倍省煤器工作压力（24.8MPa）进行水压试验后加上封头2台鳍片焊机在生产刚焊好的鳍片的管子已被打上编号所有焊口以90°垂直方向进行二次射线探伤，底片达到AB级用户应提供：1、燃料元素分析2、烟气成分、烟气量（或计算燃煤量、过量空气系数）3、进口烟温、出口烟温4、进口水温、出口水量（或省煤器流量）5、烟道尺寸6、建议的烟气速度我公司将进行性能计算提出结构方案。在用户确定设计方案后进行施工设计供应H型鳍片管规格项目名称符号计量单位参数值光管直径φ㎜32-51光管壁厚S㎜2.5-6.0光管长度L㎜≤11500鳍片部分长度Lf㎜≤10500鳍片高度Hf㎜60-140鳍片宽度β㎜60-140鳍片厚度Sf㎜2.0-4.0鳍片节距T㎜12.5-30H片间距b㎜5-12●典型材料材质管子20GSA210Cφ32-φ51鳍片Q235δ2-3瓦型防磨罩12Cr1MoV,δ3梳型防磨板12Cr1MoVδ2吊板12Cr1MoVδ=16阻流隔板12Cr1MoVδ=8供货范围H型鳍片管的主要焊接技术条件●焊缝熔合宽度不低于鳍片厚度的97%●焊缝熔合长度大于鳍片焊缝名义长度的96%●焊缝的长度为管子外径的130°周长。●焊缝抗拉强度试验180MPA●鳍片扳弯试验的焊缝不脱落试验角度不小于10°供货方承担的工作和责任●根据用户提出的烟道尺寸和以及燃料数据、烟气成分和烟气量、进口烟温和水温以及所要求的出口不温和烟温进行性能计算提出结构方案●在用户确认设计方案后进行施工设计●对于传热、烟气阻力、水侧阻力以及磨损寿命等性能的合同估证值承担责任。●对于鳍片管以及蛇形管组件的制造质量承担责任供货范围●H型鳍片（单管或双管）●小R180°弯头、其它连接管以及接管●瓦型防磨罩●梳形防磨罩●支吊装置●烟道阻流隔板●连接板●根据用户具体要求按管或模块组H型鳍片管几何尺寸公差●鳍片厚度偏差按原材料标准规定的偏差执行●鳍片外形尺寸偏差：≤±1.0mm●H型鳍片应与管子表面垂直，其倾斜度≤0.5°●H型鳍片管的直线度：每米不大于1.5㎜，5米总长内不大于3㎜●H型鳍片节距偏差≤1mm,任意10个节距的偏差≤1.5mm，总长度内H型肋片节距数量应符合图纸要求●H型鳍片管光管部分的长度偏差：±2㎜。1H型鳍片管的传热与流动特性试验研究1、引言在电站锅炉尾部受热面强化技术中，目前应用最广泛的是螺旋翅片管。螺旋翅片管不仅具有较高的翅片效率，同时还有良好的传热性能及防磨性能。H形鳍片是在矩形鳍片的基础上发展而来的。由于其鳍片表面特殊的沟槽结构，去除了部分在鳍片表面进口和尾部分离区中的换热面积，降低了进口和尾部分离区传热恶化对整个鳍片传热的影响，从而提高了鳍片的平均对流换热系数和翅片效率，达到强化传热的目的。H型鳍片管由于其优异的防磨性能和良好的不积灰性能，近年来得到迅速推广使用。由于流体冲刷H形翅片管束时，流体流动状况的复杂性以及不同学者所研究的H形翅片和基管结构的差异与研究条件的限制，迄今为止H形翅片管束的传热与阻力特性的各种计算方法(包括有关计算标准中推荐的计算方法)的结果差异较大，不能满足实际需要。为此，本文对一定结构的“H”型翅片管束的传热及阻力特性进行了工业试验研究，在电站锅炉的烟道中，通过改变实炉烟气冲刷H型鳍片管和螺旋翅片管束的烟速，测得了热态下H型鳍片管的换热与阻力特性，并拟合出相应的传热及阻力准则方程式，并将试验结果与相同结构参数的螺旋翅片管换热器的传热和流动性能进行了比较，实验结果表明：H型鳍片管换热与阻力特性均优于螺旋翅片管。本文的结论可为H型鳍片管换热器的应用及优化设计提供参考。2、试验系统本试验为烟气-水系统的常规传热试验，换热器管内通冷却水，水源为电厂化学除盐水，烟气在换热器管外横向冲刷翅片管，烟气与水成逆流布置。试验元件为结构参数相同的“H”型翅片管和螺旋翅片管。试验系统（(图1)）包括烟气收集段、烟气挡板、整流段、试验管束、测温测压段及供回水管道等组成，试验管束置于一个由上述试验段组成的小型烟道中。烟气收集段的作用是获得较大的烟速调节范围，收集段出口设计有烟气挡板以改变烟气流速。整流段使烟气到达试验管束前分布均匀。速度均匀的烟气进入试验管束进行换热。管内的冷却介质为电厂化学水。试验管束进、出口烟温及出口空截面动压采用等截面网格法进行测量。该试验系统安装于济南明湖热电厂3号炉（75t/h循环流化床锅炉）。两个试验管束沿炉宽方向并列布置于省煤器和空预器之间的尾部竖井烟道内。为保持足够高的管内试验水速，根据Re≥2300计算出管束内紊流临界流速为0．0723m／s，试验中则控制水流速度为0．0889m／s，并确保水流量稳定。1-省煤器；2-烟气收集段；3-烟气挡板；4-整流段及进口烟温、静压测点；5-试验管束；6-装置出口动压、静压及出口烟温测点；7-空气预热器；8-出口集箱；9-出口水温测点；10-流量计；11-入口水温测点；12-入口集箱2进、出口烟气温度由燃烧效率测定仪测量，进、出口水温由精确度为0.1的水银温度计测量，烟气压力由标准皮托管配电子微压计测取。试验共进行两个阶段，第一阶段测量清洁管的特性（因条件限制，换热器在炉内置放三天，在有轻微积灰情况下才开始试验，亦可将其视为相对洁净管）；第二阶段将挡板开度关至很小，积灰一段时间后（约1月），重新测量积灰管的传热性能，以与清洁管的传热系数相比较。试验元件结构尺寸见表1、图2和图3。表1“H