整体型螺旋翅片管省煤器优点

合集下载

锅炉螺旋翅片管式省煤器泄漏故障预防与处理

锅炉螺旋翅片管式省煤器泄漏故障预防与处理摘要：近年来的锅炉脱硝改造中，为满足目前烟气污染物排放的环保要求，配置选择性催化还原技术(SCR)需对锅炉进行尾部受热面改造，很多企业将省煤器结构型式由光管式改造为螺旋翅片管式。

改造后的螺旋翅片管式省煤器与原先的光管式省煤器相比，安装难度明显增加，在投运早期因产生的焊接缺陷易导致泄漏；另外，因在光管基础上增加了螺旋翅片，管排间隙相对较小，寿命中后期管排受到高温烟气的冲刷磨损导致壁厚严重减薄也易产生泄漏，这些泄漏故障的产生，造成锅炉频繁停炉检修，影响了锅炉运行安全及使用经济性。

省煤器泄漏故障的预防与处理已成为我部保证锅炉装置安全稳定运行的重要课题。

关键词：锅炉螺旋；省煤器从设备采购到检修阶段，通过保障设备制造质量、提高设备安装质量及改进设备检修工艺从根本上减少锅炉非计划停车并且尽可能延长省煤器使用寿命具有长期意义。

1 脱硝改造以来锅炉三管泄漏故障省煤器泄漏是严重影响电站锅炉安全稳定运行的常见故障，某锅炉装置自2013年10月开始实施脱硝改造以来累计运行近8年，期间累计发生29次非计划停车，其中26次与省煤器、水冷壁、过热器等三管泄漏相关，而由省煤器泄漏导致的非计划停车共22次，占比高达75.8%,表1为某热电部锅炉三管泄漏台账。

表1 某热电部锅炉三管泄漏台账2 改进措施2.1 采购环节—采购质量监控制造焊缝一般有管管对接焊缝、接管座角焊缝两种，由于管管对接焊缝的制造自动化程度高，而且20G的焊接性非常好，只要焊接工艺参数控制正确，出现缺陷的概率非常低(表1记录也表明产品制造时对接焊缝质量较好，未发生过因对接焊缝质量问题出现的泄漏),所以应该重点对焊接难度较大且难以实施检测的接管座根部角焊缝质量加强监督检查，必要时进行全程旁站监督。

因省煤器管壁壁厚较小，对容易导致泄漏的裂纹、气孔、夹渣之类的面积或者体积型缺陷的容忍率很低，水压试验往往能够发现存在缺陷的焊缝，所以在设备验收环节应重点跟踪管排的水压试验，确保每一片管排的试验压力和保压时间都完全符合设计规范要求。

省煤器结构比较

注：以基管32X4的管子,烟气横向冲涮受热面来计算：一、面积计算：1米的光管受热面积：F=3.14X0.032X1=0.1平米1米的膜式管受热面积：F=3.14X0.032X1+0.03X1X2-0.004X2=0.062平米(注:扁钢选择30X4)1米的扁钢缠绕翅片管受热面积：F=3.14X0.032X1+3.14X（0.044X0.044-0.032X0.032）÷4÷0.866X28=0.033平米(注:扁钢选择12X4,与管子轴线夹角60度)1米的整体型翅片管受热面积：F=0.0312平米分析：由以上计算可知，受热面积大小依次为：膜式>扁钢缠绕>整体型翅片管>光管比例为6.2：3.3：3.12：1，但综合传热效果依次为：整体型翅片管>扁钢缠绕>膜式>光管。

比例为3.8:2:1.5:1,原因是因为，传热是有温度梯度的，而整体型翅片管是的结构是与温度梯度相符合，不会造成温度集中。

这也正是整体型一次挤压成型专有技术特长所在。

温度集中会造成受热热应力集中，热应力集中点强度下降，膨胀不均，（扁钢容易开裂就是这样形成的）二、耐磨特性：耐磨特性依次为：整体型翅片管>扁钢缠绕>膜式>光管。

原因分析：烟气中含有灰分，灰分对管束进行冲刷，并在管子背面形成卡门涡流，而对光管而言，相对中心径向60度是冲刷最严重的点，这就是为什么第一排管子这个点最先爆管。

但不同的是，整体型翅片管及扁钢缠绕对烟气有个导流作用，灰份对受热面的冲涮就降低多了。

整体型翅片管又具有整体性能，不会开裂不会温度集中强度下降，因而抗冲涮性能是取强的。

三、寿命：寿命是与受热面的耐磨特性一致的。

四、性能持续性：在受热面积一定的呢况下，（扁钢开裂造成受热面积减少）积灰是造成性能下降的主要原因。

积灰是因为灰的流速在某一点降低甚至为零，灰就积聚，而卡门涡流就是积灰的主要原因。

卡门涡流发生在管子的背面径向60～120度区域，而积灰就在此区域，整体型的翅片是梯状结构，一方面对灰的导流，另一方面消除了卡门涡流，还符合温度梯度。

螺旋翅片管束在余热锅炉中应用分析

能源研究与信息第22卷第3期Energy Research and Information Vol. 22 No. 3 2006 文章编号: 1008－8857（2006）03－0155－05螺旋翅片管束在余热锅炉中应用分析王朝华1, 刘聿拯2（1. 上海锅炉厂有限公司, 上海 200245; 2. 上海理工大学动力工程学院, 上海 200093）　摘要: 在分析余热锅炉受热面传热特点的基础上，指出螺旋翅片管束在余热锅炉中应用的重要性。

根据螺旋翅片管束的特点及其在常规电站锅炉中的应用情况，指出了螺旋翅片管束在余热锅炉中应用需解决的问题。

　关键词: 余热锅炉; 螺旋鳍片管束; 应用　中图分类号: TK172文献标识码:A在能源结构发生急剧变化和调峰需求急剧增长的情况下，采用启动和变负荷特性优越的燃气－蒸汽联合循环发电已成为电力行业的发展趋势，它在我国电力工业中必将日益发挥重要的作用。

而随着我国天然气资源的大规模开发利用、西气东输、近海天然气开发和液化天然气工程的进展，发展燃气－蒸汽联合循环发电已成为国家能源结构调整的重要组成部分，也为燃气－蒸汽联合循环发电在我国的发展创造了条件。

作为燃气－蒸汽联合循环电站的三大主要设备之一，余热锅炉处于燃气轮机和蒸汽轮机之间，是系统整体优化和各主要子系统匹配的一个关键所在，起着承上启下的作用。

余热锅炉的结构、性能以及参数都极大地影响到系统中其它设备乃至整个系统的性能。

余热锅炉与普通锅炉相比具有结构复杂、布置困难、热力工况变化频繁等特点，因此，在设计、制造、运行中都存在一些特殊的困难和要求。

深入研究余热锅炉，实现系统的设计优化，可以为减少设备成本，提高系统性能，延长机组寿命提供依据。

1 余热锅炉受热面传热特点联合循环余热锅炉的显著热力特点之一是“变温显热源”。

加入联合循环系统的燃料化学能转化为热能被逐级利用；高温段通过燃气轮机转换为机械功（或电）输出；燃气轮机的排气显热在余热锅炉中被回收，产生蒸汽或热水，用于驱动汽轮机或用于其它加热设备。

螺旋翅片管标准

螺旋翅片管标准
螺旋翅片管的标准涉及多个方面，以下为您介绍其中的部分内容：
1. 制造方法：
螺旋翅片管可采用多种方法制造，包括高频电阻焊螺旋翅片管、钎焊螺旋翅片管和整体螺旋翅片管。

2. 硬度标准：
整体螺旋翅片管由厚壁管管道经压挤、冷轧而成，其强度略高于高频焊、钎焊螺旋翅片管。

这种强度的增强增强了翅片管的耐磨性能，更有利于在锅炉节能器和循环系统煤粉锅炉穿管的应用。

3. 金相检验：
对整体翅片管进行金相检验，其机构和晶粒大小均应符合要求。

4. 压力试验：
对整体螺旋翅片管原料进行压力试验，其妥协工作压力的中间值和平均值应在一定范围内。

请注意，这些标准并非一成不变，而是随着技术和行业的发展而不断更新。

如需获取更多信息，建议查阅最新的螺旋翅片管标准或咨询相关行业专家。

整体型螺旋翅片钢管式省煤器

大
单位长度受热面积>4F
大
单位长度受热面积>4F
单位重量表面积约2A
传热系数
低，K
在传热过程中烟气侧换热起主导作用。管内、外换热面积相等，导致烟气未将热量及时传递就流走。
高, >2K
存在接触热阻，传热不稳定。长期使用易产生焊缝开裂，不得不更换翅片管。假如裂缝间隙为0.1mm，空气的导热系数为0.021千卡每平方米小时度，则热阻达到0.0045平方米小时度每千卡，相当于180毫米厚钢板的热阻。
更高, >3K
1.无接触热阻。
2.翅片剖面呈梯形，更有利于换热性能。
3.单管换热系数是光管的6～7倍，管束的努谢尔数Nu大于光管的3倍。见附图2.
积灰
易积灰。
多在管子背面形成积灰。烟气侧的灰渣层导热系数很小，即使污垢层很薄，所产生的热阻也很大。每一毫米的灰渣层，相当于400毫米厚的钢壁。污垢热阻的存在，不但削弱了传热，还导致管壁温度显著升高，从而易使管壁过热而烧坏，以致引起事故。
相当于外装加强肋
因为翅片与母管有机一体，并形成螺旋带。比光管显著提高近3倍。见附图1.
耐磨损度
低
容易发生因烟气中的灰分颗粒的高速冲刷磨损，使得管壁减薄，引起爆管
提高
翅片对母体起到增加强度和阻挡直接冲刷的作用
显著提高。
采用热滚压轧制工艺生产，提高了金属组织致密度和硬度。硬度增加提高了整体型翅片管尤其是翅尖的耐磨性，对抵抗烟尘冲刷有利，解决了硫化床锅炉因受热面烟气流速高颗粒硬度大而磨损严重的问题。
整体型螺旋翅片钢管式省煤器（热交换器）
1.性能比较
传统类型省煤器是光管式省煤器（铸铁或钢管），比较新的有采用高频焊接技术实现的螺旋翅片管式省煤器。按换热管直径相同、壁厚相同，比较如下：

螺旋翅片管省煤器抗磨性能的研究

ＣＮＬ —ｘｎ，Ｎｉｇ—．ｄｓｉｏｅｏｐｎａｉｏｅｒｅｓａｂ，Ｃｉ；１ＩｕｔａＢｉｒｍａｙｉＨｒｎＢｉｒｋｒ，ＨｒｉｈｎｎｒｌｌＣｎｂｌＷｏｎａ２ＭｄｎｉｇＮ．ｏｅｌｔＭｕｉｊｇｈｎ）．ｕａｊｎｏ２Ｐｗｒａ，ｄｉ，ＣｉａａＰｎｎｎａａ
ｓｉｌｒｄｕｅａｄｓｌｎｅＳｉｌｉｅｕｅｈｎｔｅａｔｅｒｐｒｉｅｅｔｔｃｕｅ，ｄｆｒｐｒｍｅｔｂｃｅｃｐｒｒｄＴｂ．Ｔｅｉａｐｏｅｔｏｄｆｒｎｒｔｒｓｉｅ — ａｆｉｎ￣ａＦｍｈｎｗｒｙｆｓｕｅｔｒａｇｍｅｔｏｏｚｒｅａｙｅ．Ｔｅｉｆｅｃｓｏｎｓｕｔｒｎｐｒｃｅｍｏｉｎａｄｆｗｆｌｎｒｎｅｎｎｍｉｅｗｒａｌｚａｃｅｓｅｎｄｈｌｎｅｆｔｃｕｅｏａｔｌｔｏｅｄｎｕｆｉｒｉｏｎｌｉｗｓａｓｉｃｓｅ．Ｔｅｒｓｌｈｗｄｔａ１ｎｋｅｙｄｆｃｌｔｅｃｌｓｎｂｔｅｎｔｅｂｇｆｈａｌ０ｄｓｕｓｄｈｅｕｔｓｏｅ１ｔｌｆｓｍａｅｉｖｒｉｉｕｔｌｏｉｉｅｅｌｉｙａｓｌｔｅｉｔ１ｌｏｗ１ｌｓｐｒｉｌｓｊ１ｍｏｅａｄｔｅｐｒｎｕｅｓｒｃ，ｎｔｅｈｃｓｔｅｅｎｍｉｒｔｅｒｐｒｒｎｅａｔｅｎｔｅｓｋｌａｅｔｂｕｆｅａｄｉｎａｅ１ｃｏｚ ’Ｓａｉａｅｆｍａｃ．ｃｌｎ１ｔａｎｌｏｅｎｗｏ

整体型螺旋翅片管省煤器对流传热系数的计算

整体型螺旋翅片管省煤器对流传热系数的计算介绍了整体型螺旋翅片管的优势，阐述了适用于整体型螺旋翅片管对流传热系数计算的相关公式并根据实际运行参数反推此数据，可直接应用于工程实际。

标签：整体型螺旋翅片管；对流传热系数；计算公式引言整体型螺旋翅片管作为锅炉承压元件，因其具有比光管、高频焊接翅片管、H型翅片管更高的耐磨性能，更好的抗积灰性能和更高的传热效率，而越来越多地应用于磨损积灰较严重的锅炉省煤器、余热锅炉蒸发器，以及要求更高传热效率及受热面布置更为紧凑的场合。

然而，在锅炉热力计算时，对整体型螺旋翅片管的对流传热系数，尚没有一个准确、公认的计算方法。

文章按照我国通用的原苏联锅炉机组热力计算标准方法，结合最新实验成果，以省煤器工程应用实例为引，给出整体型螺旋翅片管对流传热系数的计算公式和方法。

1 整体型螺旋翅片管省煤器对流传热系数的计算方法2 工程实例一般省煤器设计计算的大体步骤可按以下步骤进行：（2）按工质侧热平衡式求出工质出口焓及温度。

（3）根据烟气和工质的进出口温度和烟道尺寸情况大致布置受热面，可得出工质及烟气的平均温度？驻T、温压、烟气及工质的流速及受热面积H等。

（4）确定省煤器受热面的传热系数K。

我公司改造的某75t/h循环流化床锅炉省煤器改造，拟选用图2所示规格的整体型翅片管，按上述步骤计算所得的省煤器布置型式为：采用错列管束布置，横向17排，节距122mm，纵向12排，节距75mm，管子受烟气横向冲刷面积1619.9m2，烟气流速ω约7.79m/s。

3 结束语整体轧制成型的螺旋翅片管是一项先进的制管工艺技术，目前国家尚未制定统一的生产制造标准，河南省赛福尔科技有限公司生产的整体型翅片管和制定的相应企业标准（Q/HSF001-2007《高压锅炉用整体型螺旋翅片钢管》，Q/HSF002-2007《低中压锅炉用整体型螺旋翅片钢管》），已经通过国家多个相关机构的全面技术测试和评定，达到或超过国家锅炉行业用钢管标准的相关规定，随着这种管子陆续在一些循环流化床锅炉及余热锅炉的省煤器上的应用，正逐渐被众多用户所认可，其具备的“高效、节能、经济、不易积灰、耐磨损、使用寿命长、环境适应能力强”等优点，使其尤其能广泛应用于燃用劣质燃料的循环流化床锅炉和磨损积灰严重的余热锅炉，并且经济效益显著，可以作为作为光管及焊接式螺旋翅片管省煤器的更新换代产品。

翅片式省煤器

翅片式省煤器晨怡热管2007-2-2 15:53:22工业燃煤锅炉的平均热效率只有67%，近25%的热能通过烟气排放到大气当中，排烟温度高达200℃以上，既污染了环境，又浪费了宝贵的烟气余热资源。

因此许多大型锅炉均有安装铸铁或不锈钢材质的壳管式省煤器，用来回收烟气余热，预热锅炉给水。

但是由于煤炭的含硫量较高，燃烧时通常会产生硫氧化物，与水蒸气结合后即形成硫酸蒸汽。

当省煤器的金属管壁温度低于硫酸蒸汽的凝结点（称为酸露点），就会在其表面形成液态硫酸（称为结露）。

长期以来，传统壳管式省煤器由于结露而引起的腐蚀，甚至穿孔现象时常发生，严重影响锅炉的运行安全，所以目前的锅炉都是通过提高排烟温度来缓解结露和腐蚀现象的产生，烟气温度居高不下。

加之这类省煤器的体积庞大、烟气阻力大，容易积灰、堵灰，换热效率逐年降低，使用寿命短，经常要清灰，因此中小型锅炉很少使用，大型锅炉使用一段时间后，因积灰堵灰严重而基本不用，任由高温烟气带走热量，浪费能源。

锅炉烟气温度每下降15～18℃可以提高锅炉效率1％，因此降低锅炉烟气温度已成为锅炉节能的一个重要途径，同时又必须解决换热管低温腐蚀的难题，于是热管式省煤器便应用而生。

技术特性表序号名称烟气软水１入口温度180~220℃20℃２出口温度140~150℃45℃３工作压力常压 2.0MPa４介质名称燃煤烟气软化水管口表序号连接尺寸标准连接面形式用途a PN2.5DN60 平面软水出口b PN2.5DN60 平面软水入口基础结构图规格参数表锅炉规格2t/h 4t/h 6t/h 8t/h 10t/h 15t/h 20t/h 30t/h 热管数量(支) 36 65 95 125 135 135 175 215设备重量(t) 750 1200 1700 2400 2700 3600 4700 6200 L 1000 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 K 800 1000 1300 1700 1700 1700 2250 2450 G 1900 1900 1900 1900 2400 2900 2900 3100热管式省煤器若干条热管纵向排列组合置于箱体内，即构成热管式省煤器。

整体型翅片管优点分析

sapphair公司从2003年至今，一直至力于整体型翅片管的开发研究，现在它已在锅炉、化工、船舶、余热发电、家装等各个领域内得到应用。

面在锅炉行业中作为受热面利用最多，整体型翅片管的优势得到尽情发挥。

锅炉的受热面中，过热器、省煤器、空预器等都在应用整体型翅片管，现在应用的效果非常好，因为整体型翅片管具有以下六点优势：1、整体型翅片管能够扩展换热效果（面积及传热系数）。

以同的基管情况下：（以基管为φ32X4为例，翅高12，翅距12）1米相当于：4米光管或者2.6米膜式结构（间距62X3，扁钢30X3）或者1.5米扁钢缠绕焊接翅片管（扁钢12X3）。

2、整体型翅片管耐磨。

由于整体型翅片管翅片与基管为一体成型，晶体结构一致，性能稳定，况且翅片呈沙丘形状，与在受热时温度梯度形状吻合，在受热时翅片外表面温度一致，热应力均匀，不会产生集中，也就不会产生强度薄弱点，（而磨损的主要原因是因为高温点，应为σ低），另外，翅片对烟气具有导流作用，导流的同时，使烟气的各项指标（温度、流速、灰分等）更加均匀，不会产生烟气偏流，也就不会造成烟气集中冲刷某一区域或某一部位。

因此比较耐磨。

而通常光管在径向左右30°、端部弯头、侧面靠墙管等部位是磨损严重的地方。

3、整体型翅片管刚度大大加强。

刚度大小要看惯性矩大小，整体型翅片管的惯性矩是相应光管的 4.76倍。

（φ32X4的惯性矩35168mm2 ，而翅片管惯性矩167613mm2 ，）支架间距光管是2.71m(3.55m老管规)，翅片管5.28 m（6.91m老管规），如果在计算壁面温度达到460°附近时，支架间距将减少，所以有的用户发生上级省煤器上几排管子在两支架中间折断的现象。

发生这种现象是断口齐整。

而材质又没有发现问题。

4、整体型翅片管不积灰。

积灰的原因是卡门涡流造成的：烟气流过管子时，在管子的背面会形成负压区，在此区域，烟气流速为零甚至回流，烟气就在此积聚，灰份就附着在管子表面。

整体型螺旋翅片管在省煤器改造工程中的创新应用

科技创新与应用Ｉ２ｏｌ４年第１ｏ期
科技中的创新应用
欧阳晓瑞马慧敏ｚ郑娇丽－
（１、郑州锅炉股份有限公司，河南郑州４５００００２、河南省赛福尔科技有限公司，河南郑州４５００００）
摘要：通过整体型螺旋翅片管在煤粉炉省煤器改造工程中的实际设计解析，进一步印证该新型换热管耐磨、耐腐蚀、抗积灰、传热效率高等优良特性。关键词：整体型螺旋翅片管；省煤器改造；创新应用３．１省煤器改造设计原则、依据及说明河南中源化学股份有限公司此次更换省煤器的（５＃）２４０￣ｈ煤粉炉，省煤器改造的总体技术方案遵循“ 稳定可靠、技术先进、降低能耗、为无锡华光锅炉股份有限公司设计制造，锅炉型号：ＵＧ－－２４０／５．３一Ｍ，于节约投资 ” 的原则。２００９年投产运行至今已经４年，为单锅筒、自然循环、平衡通风、固态排本次改造仅对锅炉的省煤器进行整体改造设计，其他部件不作改渣、全悬吊结构。燃烧器采用四角切向布置的水平浓淡燃烧器，采用钢动。本次改造严格按照锅炉有关规程及“ 国家质量监督检验检疫总局国球磨中间储仓干燥剂送粉系统。锅炉室外布置，抗地震烈度按７度设质检特函（２ｏｏ７）４ｏ２号” 文件要求进行，参照原来的锅炉设计文件进行防。热力计算，以不破坏原来设计的热力过程，考虑到锅炉的磨损情况，对省煤器装设在尾部竖井中，双级布置，工质与烟气呈逆流方式，上锅炉的管系的横向节距进行了调整，以降低烟速在合理的范围内，同时级省煤器采用顺列布置，由ｑ￣３８ｘ４的管子双管并绕；下级省煤器沿烟道对新省煤器的烟气阻力进行了严密的计算，根据锅炉行业内的一贯的宽度方向分成左右对称两部分，又沿烟道高度方向分为上下两部分，形防磨习惯，对省煤器的管子进行了加厚处理，由壁厚４ａｒｍ加厚到６ａｒｍ，成左右两侧进水的４组管束，为减少磨损采用膜式省煤器结构，错列布同时对非螺旋鳍片管区加盖了防磨盖板，把下级省煤器的光管弯头部置，由￣３８ｘ４管子和４ａｒｍ厚的膜片制成。上级省煤器采用悬吊结构，通分移到烟道外部，这样增加了烟气的流通面积，进一步方便了管束的布过引出管悬吊在顶板梁上，下级省煤器采用支撑结构，支撑在横梁上，置。以上各种措施的根本目的就是在保证锅炉的省煤器传热效率的情横梁穿出炉墙支撑在护板上，横梁需通风冷却，一端与鼓风机入口连况下尽可能的降低省煤器区的烟气流速，降低省煤器管子的磨损。接，一端敞口。本次改造设计的省煤器系统，包含省煤器集箱、管系、和防止管系为了减轻烟气中飞灰对受热面管子的磨损，在每级省煤器蛇形管变形的支撑系统。对省煤器的出口集箱、上下级省煤器的连接管、出口弯头处，均装设防磨盖板。虽然锅炉在设计时采用了许多防磨措施，但集箱和省煤器系统的悬吊管子均不作改动，对本次改造涉及的省煤器锅炉在运行中多次出现省煤器管子磨损爆管情况，尤其是最近半年来系统内部的集箱、管系进行了强度计算，制造和安装也严格按照有关规爆管更加频繁，已经严重的影响了企业的正常生产，因此用户决定对省定执行。煤器进行改造，鉴于整体型螺旋鳍片管优异性能，同时经过对其他同类３．２省煤器改造后热力计算汇总表型锅炉省煤器改造的成功案例的考察，用户决定本次整改采用整体型１名称烟口气温度出工口质温进度工［］温质出度烟均气速平度均工质速度平温压系传热数传热量过气量系空数螺旋鳍片管代替原来锅炉的膜式鳍片管进行省煤器的重新设计、制造，ＴｔｔＷｕ △ｔＫＱ期望能利用整体型螺旋翅片管好的耐磨性、传热性、高的抗积灰性，保符号单位 ℃ ℃ ℃ ｍ／ｓｍ／ｓ ℃ ｋｃａ１／珥 ℃ ｋｃａｌ／Ｎｍ｛证锅炉的安全运行，同时提高锅炉的整体热效率，进而为用户节省维修卜级省煤器４８１．ｇ１８０２５６１８．３１５９３７８８１４２．６９８９５１２７保养费用，延长运行时间，提高企业的经济效益。下级省２０８２锅炉的原设计基础数据煤器４１０４１８４３７．８１．４４１５３．５２４１．４６７５３１．３４２．１锅炉规范２４０仉ｌ额定蒸发量３．３整体型螺旋翅片管的特点４５０℃ 额定蒸汽温度５－３ＭＰａ额定蒸汽压力（表压）１０４ ℃ 给水温度热风温度．３３９．１ ℃ １２７．７￣Ｃ排烟温度９２％锅炉设计效率２％排污率２．２锅炉设计参数

关于螺旋翅片管与H型翅片管优劣的说明

关于螺旋翅片管与H型翅片管优劣的说明1、对于发来的图片的解释第一条积灰和磨损根据国内外的研究表明，H型翅片管的防积灰性能和耐磨损性能均优于螺旋翅片管，图中所给的螺旋翅片管只是单一厂家所提供，从图三翅片管的洁净程度看，应该是清过灰后的图片。

从图4和图5来看，图中H型翅片管锈蚀严重，应该是管子泄露后拍摄的照片，两者不具有可比性。

第二条：换热性能鳍片与钢管接触处熔合率高达95%以上，接触热阻小，热传导性能好。

虽然少了螺旋肋片管的气流扰动，管外换热有一定削弱，但由于换热管束间气流近似顺排流动特性，运行中换热面上积灰少，鳍片得到较为均匀的冲刷，H型鳍片扩展面积有效利用率较螺旋肋片管高，综合传热效率比螺旋肋片管束提高约10%。

第三条：制造成本H型鳍片管面积扩展率高，积灰少，换热效率高，在换热能力相当的情况下，换热器所占空间可达到最小，可尽量减少高等级材料( 即承压管)用量，而较多的使用低等级材料、(鳍片)。

对新工程项目，可减少换热器布置高度，总体重量大为减轻，降低悬吊系统载荷，降整体造价；对改造项目，可在有限空间内布置尽量多的换热面积，降低排烟温度，提高余热回收效率或者增大检修空间方便检修。

2、H型翅片管优点2.1）优异的防磨损性能烟气冷凝器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/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。

在其它条件相同的条件下，顺列管束的最大磨损量比错列管束少3-4倍。

H型翅片管换热器采用顺列布置，H型翅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换热器、螺旋翅片换热器等相比，在其它条件相同的条件下，磨损寿命高3~4倍。

整体(轧制)型螺旋翅片管应用于锅炉对流传热部件的研究

５００
时，传热系数＝ｄ而０【。取决于烟气对管壁的对流放热系数ｄ、翅片参数及灰垢层热阻，公式如下
４００血ｌ３００
＿［鲁～］￣ … １ｂＯＬｄ
侣
（２）
量２００
：旺＿
式中：仪．一烟气侧折算放热系数，ｋＷ／（ｍ・Ｋ）；
—
● 卜Ｈ型翅片管（ｂ１２．７ｒｍ）
一
Ｋ）；
７００
◆ Ｈ型翅片管（ｂ－１９０５ａｒｍ）
日、日ｎ＿一烟气和工质侧总比表面积，ｍ：。
６００
由于锅炉受热面中烟气侧热阻总是远大于工质侧，因此，按照标准方法计算省煤器时，将１／仪忽略。此
灰。
图２是西安交通大学多相流国家实验室《气流横向冲刷
管束时飞灰沉积特性的试验研究》关于整体（轧制）型螺旋翅片管、Ｈ型翅片管、针翅管的飞灰沉积特性试验研究成
果。
、
整体（轧制）型螺旋翅片管及性能特点
从图２得出结论：错列布置的整体（轧制）型螺旋翅片管、顺列布置的整体（轧制）型螺旋翅片管积灰轻微；其次是错列、顺列布置的Ｈ型翅片管；针翅管积灰严重。（２）使用寿命长以２（ＧＢ３０８７）为例，经过轧制加工后，整体（轧制）型螺旋翅片管的机械强度盯由原坯管的２６０ＭＰ提高到４５０ＭＰ，材料表面硬度由ＨＶ１７０提高到ＨＶ２５０。由此，整体（轧制）型翅片管省煤器ＬＬ，Ｈ型翅片管、高频焊翅片管、光

翅片管特点

翅片管特点
翅片管是一种耐磨、耐腐蚀、耐高压的传热元件，具有以下特点：
1. 传热效率高：翅片管的主要作用是提高换热效率，通过在
换热管表面加装翅片，使传热面积比之前高出几倍甚至几十倍。

根据用户的实际需求，翅片管可以焊接在基管上，提高散热器的换热系
数，从而提高整个散热器的散热效率。

2. 使用寿命长：翅片管的原材料种类繁多，包括不锈钢、碳
钢、钛铜合金等，这些材料都具有很强的耐腐蚀性能，可以满足工业生产的需求。

此外，翅片管的使用寿命长，可广泛应用于石油化工、温室大棚、锅炉、工业、废气回收等领域中。

3. 耐温性能良好：翅片管的耐温性能取决于翅片和管子间的
接触热阻，而接触热阻关键在于两者之间的接触压力。

不同类型的翅片管在温度变化时，其接触压力和热阻会有所不同。

例如，绕片式的翅片张力随气温的提升而快速降低，因此接触热阻便快速提升；而双金属轧片式则能在比较大的温度范围内相对稳定。

4. 耐大气腐蚀能力强：翅片管的基管由翅片保护，以抵挡大
气腐蚀。

各种类型的翅片管因为保护的范围不一样，耐大气腐蚀的能力也就不一样。

5. 清洗方便：翅片管的气体侧的污垢清洗通常选用压缩空
气、水蒸气或高压水等方法。

采用整体型螺旋翅片钢管设计或改造省煤器

采用整体型螺旋翅片钢管设计或改造省煤器（热交换器）
有效解决排烟温度高，省煤器积灰和磨损等问题
项目背景
1. 降低排烟温度的意义
排烟热损失占输入能量的6%-8%占锅炉热损失的60%-80% 是各项热损失中最大的一项，是影响煤耗高低的一个重要因素。

一般情况下，400t/h以下锅炉排烟温度每降低10C，锅炉热效率可提高1% 400t/h以上锅炉排烟温度每降低12〜15C，锅炉热效率可提高1%所以排烟温度是锅炉安全经济运行最重要的指标之一。

如何降低排烟温度，减少排烟热损失，提高锅炉热效率，是锅炉设计及改造中的一项极为重要的工作，是实现低碳排放、节能降耗的有力体现。

2. 排烟温度偏高的现状
我国许多工业锅炉、电站锅炉的排烟温度高于设计值，约比设计值高20- 50 C。

若干例子如下表：
4. 省煤器改造与空预器改造对锅炉的影响区别强化省煤器吸热量，和强化空预器吸热量，均可有效降低锅炉排烟温度。

主要区别在于后者对热风温度及锅炉结焦有影响：采用超导热管式空气预热器，同时也提高了空预器出口热风温度。

热风温度高，即意味着炉膛燃烧区温度高。

但对于高挥发份、易结焦的褐煤，燃烧区温度上升使得锅炉结焦倾向增加。

翅片管省煤器应用与分析

片管省煤器不断得到锅炉制造商和运行单位的重视，尤其是Ｈ形翅片管省煤器具有优良的换热、防磨损性能
和良好的不积灰性能，能够满足大容量机组的需求，被广泛地应用于６００ＭＷ及以上超临界和超超一临界锅炉．回顾了国内外翅片管省煤器的发展过程，在分析Ｈ形翅片管省煤器特点的基础上，对影响Ｈ形翅片管换热性
ａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｆｂｏｉｌｅｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｓａｎｄｃｏｍｐａｎｉｅｓ．ＴｈｅＨ－ｓｈａｐｅｄｆｉｎｎｅｄｔｕｂｅｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒｈａｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ，ａｎｔｉ－ｗｅａｒａｎｄｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇａｓｈｄｅｐｏｓｉｔｓ．Ｉｔｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｌａｒｇｅ — ｃａｐａｃｉｔｙｕｎｉｔｓａｎｄｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌａｎｄ
ｕｌｔｒａ — ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｂｏｉｌｅｒｓｏｆ６００ＭＷａｎｄｕｐｗａｒｄｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅ

全涂层镍基钎焊螺旋肋片管省煤器的应用

全涂层镍基钎焊螺旋肋片管省煤器的应用简要介绍了山东黄台发电厂在7# 锅炉上采用镍基钎焊螺旋肋片管省煤器的技术改造工作。

该锅炉的原省煤器采用高频焊接螺旋肋片管，由于自身的不足以及长期运行磨损和严重积灰，导致排烟温度过高，锅炉的效率受到很大影响。

改造后原来的积灰问题得到了解决，省煤器的传热性能大大提高，锅炉的效率也得到了提高，使用寿命和无故障运行周期也大大延长。

经过多年运行的实践，表明改造非常成功。

标签：省煤器；螺旋肋片管；钎焊山东黄台发电厂7# 锅炉是日本三菱公司生产的，带一台300MW机组，该公司的炉型先进，结构紧凑。

自投运以来，由于长期运行和本身设计上的不足，省煤器出现了严重的磨损爆管、堵灰和偏流现象，亟待检修更换。

青岛新能源科技有限公司于2004年底给山东黄台发电厂7#锅炉进行了技术改造；采用全涂层镍基钎焊螺旋肋片管代替原来的日本的高频焊肋片管，改造工作比较成功；从2005年投入运行以来，排烟温度等技术参数都达到了设计要求，磨损爆管、堵灰及偏流现象基本得到了解决。

锅炉燃烧状况明显得以改善，效率提高明显。

1 原高频焊肋片省煤器的运行状况山东黄台发电厂7#锅炉是日本三菱公司生产燃煤锅炉，带一台300MW水冷发电机组。

该锅炉排烟温度一直偏高，满负荷情况下，出口温度达170℃。

锅炉中的省煤器采用高频焊肋片管形式，长期运行来一直存在偏流、堵灰、磨损爆管等问题，影响了企业的正常生产，给生产管理带来了很大的不便。

在285MW工况下实测，省煤器进出口烟气温度之差只有80多℃，比设计值少了约30℃，说明省煤器的实际传热量比设计值少了约40%，这是排烟温度高的主要原因。

由于排烟温度偏高，使锅炉效率、机组的经济性明显降低，煤耗升高，同时，排烟温度高也无法进行高效率的脱硫。

从而引起的锅炉省煤器经常爆管漏水、漏气，一旦省煤器发生爆管，锅炉必须停运检修，暂停发电，损失巨大[1]。

由于日本能源缺乏，生产的锅炉结构紧凑，省煤器弯管半径过小，管子减薄量大，在弯头部位易于爆管；再者，省煤器采用高频焊螺旋肋片也对母管有一定的损伤，易于破裂而爆管；高频焊接螺旋肋片的肋片根部有很多褶皱，高频焊接只是金属接触部分进行了焊接，褶皱部分容易行程积灰，久而久之肋片部分产生堵灰，烟气就会偏流，弯管部分没有肋片容易導致过热，而发生爆管。

普通光管省煤器和整体型螺旋片钢管省煤器翅省煤器对比表

普通光管省煤器
1
管子规格
φ32×3.5光管
φ32×3.5光管
φ38×4光管
φ38×4光管
φ42×4.5光管
φ42×4.5光管
2
管子总长（米）
13635 2.46公斤/米
13635 2.46公斤/米
19620 3.354公斤/米
19620 3.354公斤/米
31700 4.167公斤/米
31700公斤/米
W=560×24×30
×10%=40320
折合人民币：
4.0×0.5=2.0万元
W=882×24×30
×10%=63504
折合人民币：
6.3×0.5=3.15万元
每月合计节约（万元）
13.75
14.2
23.6
25
46.3
47.45
每年合计节约（万元）
165
170.4
283.2
300
555.6
569.4
5
积灰程度
不积灰
不积灰
不积灰
不积灰
不积灰
不积灰
6
耐磨损性
强
强
强
强
强
强
7
使用寿命（年）
至少2Y
至少2Y
至少2Y
至少2Y
至少2Y
至少2Y
8
省煤器总向排数
Z×70%
Z×70%
Z×70%
Z×70%
Z×70%
Z×70%
9
省煤器烟气阻力（Pa）
△P×80%
△P×80%
△P×80%
△P×80%
△P×80%
△P×80%
W=2×400×0.7 =560

螺旋翅片管省煤器存在的问题及改进措施

螺旋翅片管省煤器存在的问题及改进措施
杜京武;杨利民;李风德;赵庆捷
【期刊名称】《黑龙江电力》
【年(卷),期】2001(023)003
【摘要】分析了牡丹江第二发电厂5号锅炉螺旋翅片管省煤器存在的吸热量过大、汽温偏低、热风温度下降等问题.在试验的基础上,对省煤器和空气预热器进行了校
核计算,提出省煤器受热面的改进方案.在锅炉大修期间实施改进方案,运行状况良好,达到了预期目的.
【总页数】3页(P165-167)
【作者】杜京武;杨利民;李风德;赵庆捷
【作者单位】黑龙江省电力科学研究院;黑龙江省电力科学研究院;牡丹江第二发电厂;黑龙江省电力职工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TK223.3
【相关文献】
1.整体型螺旋翅片管在省煤器改造工程中的创新应用 [J], 欧阳晓瑞;马慧敏;郑娇丽
2.整体型螺旋翅片管省煤器对流传热系数的计算 [J], 马慧敏;欧阳晓瑞;张静敏;周
树茂
3.螺旋翅片管省煤器抗磨性能的研究 [J], 陈立新;颜璟桢
4.钎焊渗层螺旋翅片管省煤器 [J], 薛福连
5.锅炉螺旋翅片管式省煤器泄漏故障预防与处理 [J], 王美莲
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

关于整体型螺旋翅片管省煤器的技术优势
总述：上级省煤器上移750mm，上级省煤器重新制造加工，采用最先进的整体螺旋翅片管结构型式，压缩节省空间300mm,上级空预器下移1000，如此可让出空间2015,加上原有检修宽间，可利用空间为2205mm。

上级省煤器采用全新结构省煤器：
布置见详图
整体螺旋翅片管优点如下：
一、传热效率分析
1与光管相比：大幅度扩展了烟气侧受热面积，采取强化传热手段，其传热效率提高4倍以上。

2与高频焊接螺旋翅片管及H型翅片管相比：
2.1根据传热学理论，整体型螺旋翅片断面为梯形，更有利于热量的传导，而高频焊翅片和H型翅片均为矩形断面，与基管结合面积小，不利于热量的传导，其传热效率低于梯形断面。

特别是H型翅片，和基管接触面积与翅片面积之比更小，其传热效率更低。

2.2整体型螺旋翅片管翅片是与基管整体轧制而成，而高频焊翅片和H 型翅片均为焊接在基管之上，不可避免的在焊接结合面上会有热阻，更值得指出的是，在烟气气流的横向冲刷过程中，省煤器会产生不同程度的振动，焊接翅片的焊缝会在振动中出现裂纹，甚至出现所谓“套圈”现象，因此，焊接热阻会影响传热效率，运行时间越长问题会越突出。

3整体型螺旋翅片管抗积灰性能好，传热效率高
下图是西安交通大学多相流国家实验室《气流横向冲刷管束时飞灰沉积特性的试验研究》〖1〗关于整体型螺旋翅片管、H 型翅片管、针翅管的飞灰沉积特性成果。

03691215182124273033
100
200
300
400
500
600
700
单位面积积灰量/g 时间/min
从上图得出结论为：积灰性能依次为：错列布置的整体型螺旋翅片管、顺列布置的螺旋翅片；其次是错列、顺列布置的H 型翅片管；针翅管积灰最严重。

另一个由上海理工大学《整体型螺旋翅片管束灰污系数的试验研究》〖2〗研究成果表明：整体型螺旋翅片管灰污系数数值仅为光管灰污系数数值的3/5左右。

整体型螺旋翅片管上述优异的抗积灰特性主要源自于:①翅片R 圆角过渡，齿槽形成涡旋的自清作用。

②整体型螺旋翅片根部轴向风速有利于自清作用。

焊管及H 型焊缝根部褶皱及不平整易产生积灰。

二、省煤器使用寿命分析
1整体型螺旋翅片管是采用多棍滚压轧制而成，加工过程使表面机械强度和材质硬度大幅度提高。

根据“国家钢铁产品监督检验中心”出具的我公司送检样品的检验报告〖3〗〖4〗显示：经过加工后整体型翅片管比原母管机械强度σs由260MP提高到450MP；材料表面硬度HV170提高到HV250。

由此，整体型翅片管省煤器比高频焊管、H 型翅片管、光管具有更强的承压能力和更高的耐磨性能。

使用寿命显著提高。

2据相关研究，省煤器管束的磨损与烟气流速ω的3.22次方成正比，因此减低烟气流速是解决省煤器磨损的主要途径之一。

在省煤器吸热量保持不变的情况下，由于采用整体型螺旋翅片管可大幅度减少省煤器横向纵向管排，因此烟气流速必然有所降低，使得省煤器磨损量减少。

以朝阳发电厂2#炉省煤器改造为例〖5〗，改造前后，在省煤器吸热量有所增加的情况下，烟速降低了0.7m/s,大大减轻了省煤器的磨损。

提高了省煤器的使用寿命。

3西安交通大学山东大学《螺旋翅片管防磨和防积灰特性试验研究》〖6〗研究成果表明：在翅片之间，固相颗粒密度和主流速度呈抛物线规律分布，从而降低了固体颗粒对翅片表面的撞击能量，减轻了对翅片和基管的磨损。

使用寿命更长。

4防腐性能较好
多棍滚压成型，翅片管表面平整光滑，晶格铁素体+珠光体，组织致密，翅片与基管R圆角过渡，金属文理连续。

防腐性能提升。

5经过计算，整体型螺旋翅片管省煤器使用寿命是光管、焊管、H
型翅片管的1.8-2.5倍，以山东东营热电厂为例，其3x260T/H锅炉自2005年运行以来,省煤器未出现任何故障，排烟温度维持设计温度良好。

三、整体型螺旋翅片管省煤器阻力特性和节能效果
1整体型螺旋翅片管省煤器体积比光管型式省煤器减小50%，比焊管和H型省煤器减小20%，因此可大幅降低引风机能耗，节电。

2据文献介绍〖7〗，宝钢自备电厂30万机组省煤器改造，运行能耗可节约50%，省煤器体积减小40%，金属耗量大幅降低。

参考文献：
〖1〗《气流横向冲刷管束时飞灰沉积特性的试验研究》
〖2〗《整体型螺旋翅片管束灰污系数的试验研究》
〖3〗《检验报告》（2005）钢质检（W）第900号
〖4〗《检验报告》（2005）钢质检（W）第901号
〖5〗《螺旋肋片管省煤器的防磨及节能效果分析》
〖6〗《螺旋翅片管防磨和防积灰特性试验研究》
〖7〗《宝钢自备电厂螺旋翅片管节能效果分析》。