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换热器系统还需设置再循环回路。在机组负荷较低时,通过两路进水的混合仍无法达到入口水温设定值时,就需打开再循环回路。通过再循环回路将换热器出口的水引回,加热给水,保证换热器进口水温达到设定值,避免水温过低加剧换热器的腐蚀、影响换热器寿命。再循环水流量增大会降低低低温烟气换热系统节能效果。
串联取水方式:换热器取水与回水管道之间没有并联的低压加热器,换热器串入低加回路,循环水泵安装于再循环回路。与并联运行方式比较,可选择较小水泵容量。串联经济性好、投资小(同样入口水温、出口烟温下);但负荷低,排烟温度低时,凝泵需增加压力,增加功耗。
串并联取水方式:是工程上常用的取水方式。可以更加灵活的选取取水和回水位置,方便不同工况下运行方式的转换。
端差:同样工况下,获得最大端差,以期取得最好节能效果。端差在20℃以上时,入口水温变化对吸热、投资影响不大。端差在20℃以内时,入口水温变化对吸热、投资影响非常大。工程上需将不同的端差、取水方式进行组合测算,找到最佳组合。
管型选择
低低温换热器常用的有两种管型:H型翅片管、螺旋翅片管。
H型翅片管。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翅片(肋片)正面形状颇像字母“H”,故称为H型翅片管。H型翅片管的两个翅片为矩形,近似正方形,其边长约为光管直径的2倍,属扩展受热面。H型翅片管还可以制造成双管的“双H”型翅片管,其结构的刚性好,可以应用于管排较长的场合。
螺旋翅片管。肋片以螺旋的形式连续缠绕在换热母管上。
H型翅片管的节距、翅片高、管径可根据换热量和不同的换热面的换热效率进行选择。H型翅片管通常采用ND钢(09CrCuSb)制作。考虑到实际运行时,锅炉的启停、低负荷及燃烧煤质成分变化等因素的影响,ND钢换热管的腐蚀速率按0.2mm/年考虑。工程上,换热管管壁厚,以该腐蚀速率计算,壁厚满足理论寿命超15年的要求,并预留1mm的腐蚀余量。
H型翅片管有优异的防磨损性能,寿命可达10年以上。H型管,翅片中间留有6~12mm的间隙,可引导气流吹扫管子翅片积灰,在合适的风速下,有很好的自清灰功能。
采用双H型翅片结构型式可扩展受热面。这种受热面的换热系数最高,空气侧阻力适中。考虑把换热管排两端的弯头设置在烟气外侧,烟气侧的换热管束为定长整根制作,无对接焊缝,大大减少因制作原因造成管排泄漏的质量隐患。
可靠性影响因素分析
磨损
磨损主要是由于飞灰颗粒的机械作用,即由于飞灰颗粒的冲击作用和切削作用而引起的。由此可见,影响飞灰对管子磨损的因素主要有烟气流速、飞灰浓度、灰的物理化学性质,受热面的布置与结构特性和运行工况。
主要因素分析。烟气流速:受热面金属表面的磨损正比于飞灰颗粒的动能和撞击次数。飞灰颗粒的动能和速度的平方成正比,而撞击次数同速度的一次方成正比,管子金属面的磨损就同烟气速度的三次方成正比例。
在选型设计时,需对烟道内部的烟气动力场进行数值计算和优化处理,防止烟气偏流的发生;避免出现烟气走廊、烟气偏流、局部漩涡;针对不同的工况使用条件选择合适的烟气流速进行设计,并保证烟气进、出口端和受热面烟气流场均匀。
飞灰物理特性:在磨损中起主要作用的是飞灰中那些大的颗粒;其次,具有足够硬度和锐利棱角的颗粒要比球形颗粒磨损更严重些。灰粒磨损性能主要决定于灰中SiO2的含量,当其含量超过60%时,磨损显著加重。
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