翅片管換熱器在電廠節(jié)水改造中的應(yīng)用

1、翅片管換熱器在電廠節(jié)水改造中的應(yīng)用【摘要】本文針對(duì)電廠汽機(jī)及給水泵的冷換設(shè)備陳舊，原設(shè)計(jì)未充分考慮到冷換管壁結(jié)垢后影響冷換效果的因素，造成冷卻效果差，在夏季被迫摻用或直接用工業(yè)水(地下水)進(jìn)展冷卻的情況，認(rèn)為利用新型先進(jìn)翅片管換熱器進(jìn)展改造，增加換熱面積，進(jìn)步換熱效果，能到達(dá)優(yōu)化全廠程度衡和節(jié)水的目的?！娟P(guān)鍵詞】冷換設(shè)備翅片管換熱器換熱效果節(jié)水改造我廠由于建廠時(shí)間長，熱電廠汽機(jī)冷油及給水泵的冷換設(shè)備因?yàn)橄奶煅h(huán)水溫度高(37)，而原設(shè)計(jì)由于未充分考慮到冷換管壁結(jié)垢后影響冷換效果的因素，在夏季被迫摻用或直接用工業(yè)水(地下水)進(jìn)展冷卻，到達(dá)維持設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的目的，由此，約300噸/小時(shí)工業(yè)水流入冷

2、卻水塔，造成水塔水位長期處于高位，導(dǎo)致水塔長時(shí)間不能補(bǔ)入軟化水，水質(zhì)變差，不得已加大循環(huán)水排污，從而造成循環(huán)水濃縮倍率偏低，最終導(dǎo)致工業(yè)水耗量增加和凝汽器換熱管束因腐蝕發(fā)生泄漏的可能性增大，為此，必須對(duì)汽機(jī)及輔機(jī)的冷換設(shè)備進(jìn)展必要的技術(shù)改造。受條件限制，改造時(shí)需要把握兩個(gè)原那么，一是不影響正常消費(fèi)，二是減少動(dòng)改工作量，減少投資。為此，經(jīng)過廣泛調(diào)研和論證，利用比擬成熟和先進(jìn)和翅片管換熱技術(shù)，將原冷換設(shè)備中的光管改造成雙金屬翅片管管束，增加了有效的冷卻面積，從而進(jìn)步冷油器的換熱效果。一、翅片管換熱器介紹用普通的圓管(光管)組成的熱交換器，在很多情況下，管外流體和管內(nèi)流體對(duì)管壁的換熱系數(shù)是不一樣的。

3、所謂換熱系數(shù)，是指單位換熱面積，單位溫差(流體與壁面之間的溫差)時(shí)的換熱量，它代表流體和壁面之間的換熱才能的大校例如：水在壁面上凝結(jié)時(shí)的換熱系數(shù)為：1000020000/(2.)水在壁面上沸騰時(shí)的換熱系數(shù)為：500010000/(2.)水流經(jīng)壁面時(shí)的換熱系數(shù)大約為：200010000/(2.)空氣或煙氣流經(jīng)壁面時(shí)的換熱系數(shù)為：20-80/(2.)空氣自然對(duì)流時(shí)的換熱系數(shù)只有：510(2.)由此可見，流體與壁面之間的換熱才能的大小相差是很懸殊的。因此換熱器的換熱效果取決于換熱系數(shù)低的一側(cè)，即為換熱瓶頸。要進(jìn)步換熱效果最有效的方法之一就是在低側(cè)采用擴(kuò)展外表，即做成翅片管。假定翅片管的實(shí)際傳熱面積為

4、原來的光管外外表積的假設(shè)干倍，雖然換熱系數(shù)仍然很低，但總體的傳熱效果將大大增加，從而使整個(gè)傳熱過程增強(qiáng)，在總傳熱量一定的情況下，也可以使設(shè)備的金屬耗量減小，經(jīng)濟(jì)性進(jìn)步。二、我廠采用的濟(jì)南達(dá)能公司消費(fèi)的“復(fù)合雙金屬翅片管冷卻器系山東大學(xué)和俄羅斯中央柴油機(jī)研究院結(jié)合開發(fā)專利技術(shù)。1.翅片管冷卻器單位體積的換熱面積一般要比光管冷卻器大出510倍。換熱管采用銅鋁復(fù)合雙金屬翅片管，即銅管與鋁管復(fù)合后，在專用機(jī)床上軋出鋁翅片，銅鋁結(jié)合為一體，其間無熱阻。2.由于翅片的特殊構(gòu)造和翅片管合理的布置，使流體在通道中形成強(qiáng)烈的湍流，并使熱邊界層不斷的破壞，從而使其換熱效率比傳統(tǒng)的光管得到很大的進(jìn)步，并且具有自清潔

5、作用，翅片污垢不易積存。3.保證換熱效果的前提下減少換熱管子的數(shù)量，減少金屬的消耗率，這樣可以使得管板應(yīng)力分布均勻，不易泄漏。采用雙層金屬材料，而基(襯)管由一層鋁壁保護(hù)，抗腐蝕，對(duì)溫度突變及振動(dòng)有良好的抗力，不易泄漏。4.鋁翅片很薄，構(gòu)造緊湊，重量輕，既是主要的傳熱外表，又是兩隔板的支撐，故強(qiáng)度高。5.采用防止電化學(xué)腐蝕的特殊措施，保護(hù)冷卻器管板。三、改造施行情況(以給水泵冷油器為例)1.改造要求由于熱電廠原汽機(jī)及輔機(jī)的冷換設(shè)備所占空間的限定，且考慮到在不影響消費(fèi)的前提下，盡量縮短改造時(shí)間及減少改造的工作量，要求主冷油器的改造在不停機(jī)情況下進(jìn)展，這就要求主冷油器的接口定位尺寸與外形尺寸不能改

6、變，給水泵冷油器也存在類似的要求，因此改造后的冷油器必須考慮在限定的空間內(nèi)布置更大換熱面積的換熱元件，并且要采用其它措施以強(qiáng)化傳熱。給水泵冷油器采用俄羅斯的銅鋁“復(fù)合雙金屬翅片管技術(shù)，用銅鋁復(fù)合雙金屬冷軋翅片管作為傳熱元件，代替原來的光管。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的溫度、流量參數(shù)要求，確定適宜的流體空間，布置足夠的換熱面積；并根據(jù)透平油的邊界層特點(diǎn)設(shè)計(jì)翅片高度與節(jié)距，加強(qiáng)油流體的湍流，增大傳熱系數(shù)，增加換熱量，改善其換熱效果。2.計(jì)算、設(shè)計(jì)技術(shù)要求：2.1技術(shù)指標(biāo)(1)冷油器進(jìn)口最高油溫：60(2)冷油器出口油溫：3545(3)冷油器進(jìn)口水溫：37(4)冷油器管承壓力：0.2pa(5)冷油器殼承壓力：0.5p

7、a(6)循環(huán)水水質(zhì)情況：電導(dǎo)率：3348us/平方厘米懸浮物含量：94毫克/升2.2熱力計(jì)算數(shù)據(jù)表：略2.3設(shè)計(jì)要求經(jīng)綜合分析，采用俄羅斯的銅鋁“復(fù)合雙金屬翅片管技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的溫度、流量參數(shù)要求，計(jì)算分析確定適宜的流體空間，布置足夠的換熱面積；并根據(jù)透平油的邊界層特點(diǎn)設(shè)計(jì)翅片高度與節(jié)距，加強(qiáng)油流體的湍流，增大傳熱系數(shù)，增加換熱量，改善其換熱效果。(1)換熱管采用銅鋁復(fù)合雙金屬翅片管，即銅管與鋁管復(fù)合后，在專用機(jī)床上軋出鋁翅片，銅鋁結(jié)合為一體，其間無熱阻。(2)鋁翅片外徑24，翅片節(jié)距2.3。根據(jù)透平油的邊界層厚度，對(duì)翅片高度和節(jié)距進(jìn)展了優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大可能地減少了油流體邊界層的影響，強(qiáng)化了油側(cè)

8、的傳熱，進(jìn)步了整體傳熱系數(shù)。(3)基管尺寸為161，材質(zhì)為加砷錫黃銅，錫的作用在于抑制黃銅脫鋅，進(jìn)步黃銅的耐蝕性；加少量的砷是為了防止應(yīng)力腐蝕。(5)在保持原殼體不變的情況下，有效地增大冷油器的換熱面積。(6)翅片的特殊構(gòu)造和翅片管合理的布置，使流體在通道中形成強(qiáng)烈的湍流，并使熱邊界層不斷的破壞，從而使其換熱效率比傳統(tǒng)的銅管得到很大的進(jìn)步。(7)保證換熱效果的前提下排列換熱管的數(shù)量要少，這樣可以使得管板應(yīng)力分布均勻，不易泄漏。(8)用雙層金屬材料，基(襯)管由一層鋁壁保護(hù)，抗腐蝕，對(duì)溫度突變及振動(dòng)有良好的抗力，不易泄漏。(9)鋁翅片很薄，構(gòu)造緊湊，重量輕，強(qiáng)度高。(10)將殼體直徑增加至590，高度不變，接口尺寸不變。此方案可布管306根，冷油器的換熱面積增至682，比原來的402增加了67.5%；水側(cè)通流面積為0.02362，水速1.2/s。這樣不僅換熱面積得到有效增加，水速也從原0.9/s(偏低)提至經(jīng)濟(jì)平安水速1.2/s，使水側(cè)傳熱系數(shù)有效進(jìn)步，且由于高度與原殼體保持不變，接口尺寸不變，并不增加安裝工作量，還可以較容易地將原管板易泄漏的密封方式改為構(gòu)造簡單且更不易泄漏的新密封方式。四、改造后的效果我們對(duì)液力耦合器冷油器電機(jī)空冷器等同時(shí)進(jìn)展了相應(yīng)改造。技術(shù)改造完成