电厂氟塑钢空预器的传热与积灰性能研究

4测试结果分析

4.1氟塑钢空预器传热性能分析

由于外包氟塑料的导热系数远小于不锈钢的导热系数,在不考虑有污垢的情况下,氟塑钢空预器的理论传热性能较不锈钢空预器差.首先分析外包这一层氟塑料对空预器传热能力的影响.本实验中不锈钢空预器传热系数范围为20~35W/(m2˙K).

当不锈钢空预器传热系数分别为25、30、35W/(m2˙K)时,氟塑钢空预器与不锈钢空预器传热系数之比随包裹氟塑料厚度变化曲线如图4所示.

图4氟塑钢空预器传热系数随外包氟塑料厚度的变化曲线

其中,Kg为不锈钢空预器传热系数,Kf为氟塑钢空预器传热系数,ψ为Kg与Kf的比值;δ为氟塑料厚度.

换热管长4.4m,内径为37.0mm,不锈钢厚1.0mm,不考虑氟塑料与不锈钢管的接触热阻.在3种工况下,当氟塑钢空预器换热管外包氟塑料厚度小于1.0mm时,氟塑钢空预器的传热系数和不锈钢空预器传热系数之比超过92%(图4虚线);当外包氟塑料厚度为0.5mm时,氟塑钢空预器的传热系数和不锈钢空预器传热系数之比超过95%(图4点划线).

由于运行中空预器的污垢热阻值未知且可变,当氟塑钢空预器及无外包氟塑料钢制空预器(不锈钢空预器)的污垢热阻值相等时,氟塑钢空预器与不锈钢空预器的传热系数的比值随污垢热阻的变化曲线如图5所示.

图5氟塑钢空预器传热系数与不锈钢空预器传热系数比值随污垢热阻的变化曲线

其中,Rf为氟塑钢空预器污垢热阻、Rg为不锈钢空预器污垢热阻(Rf=Rg).在2种空预器污垢热阻相同的情况下,随着空预器污垢热阻的

增大,氟塑钢空预器与不锈钢空预器传热系数之比增大,说明随着空预器污垢热阻的增大,2种空预器传热系数之差减小.

当Rg=Rf+Rb时,Kg=Kf,其中Rb为外包氟塑料导热热阻.当δ=0.5mm且Kg=Kf时,氟塑钢空预器与不锈钢空预器的污垢热阻关系如图6所示.

图6传热系数相等时氟塑钢空预器污垢热阻与不锈钢空预器污垢热阻关系图

当氟塑钢空预器与不锈钢空预器污垢热阻值落在图中直线上方区域A时,不锈钢空预器的传热性能优于氟塑钢空预器;当氟塑钢空预器与不锈钢空预器污垢热阻值落在图中直线下方区域B时,氟塑钢空预器的传热性能优于不锈钢空预器.尽管氟塑钢管相比不锈钢管增加了一层氟塑料而导致传热能力下降,当在十分恶劣的电厂低温腐蚀条件下应用时,其传热能力可以超过没有氟塑料的不抗腐蚀的空预器,下面对实际应用测量分析充分证明了这一点.

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