三維內(nèi)外肋管換熱元件在空預(yù)器上應(yīng)用

三維內(nèi)外肋管換熱元件在空預(yù)器上應(yīng)用第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二目

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項(xiàng)目針對問題現(xiàn)狀12

項(xiàng)目原理說明項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)56創(chuàng)造性和先進(jìn)性綜合效益評價推廣范圍和前景734經(jīng)濟(jì)效益和社會效益第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二一、項(xiàng)目針對問題現(xiàn)狀

重慶九龍電力股份有限公司九龍發(fā)電分公司所屬200MW機(jī)組于1996年1月投產(chǎn)，機(jī)組容1x200MW，鍋爐為DG670/140-8型超高壓中間再熱自然循環(huán)固態(tài)排渣爐。2004年，空氣預(yù)熱器由于排煙溫度過高（200℃）進(jìn)行了改造，改造后運(yùn)行至今已有8年時間?？諝忸A(yù)熱器的低溫段為熱管式，由于長時間運(yùn)行，目前熱管空氣預(yù)熱器腐蝕嚴(yán)重，局部換熱管磨穿，內(nèi)部傳熱介質(zhì)失效，整體傳熱傳熱效果顯著下降，現(xiàn)已出現(xiàn)鍋爐排煙溫度偏高（170-180℃）的情況，鍋爐效率降低。第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二

重慶電煤市場持續(xù)緊張，煤質(zhì)不斷惡化，原煤含硫量大大超過設(shè)計值，使空預(yù)器長期低負(fù)荷運(yùn)行，加速熱管的低溫腐蝕，嚴(yán)重危及鍋爐機(jī)組的正常運(yùn)行?？諝忸A(yù)熱器的換熱性能直接影響鍋爐排煙溫度，鍋爐排煙溫度升高會導(dǎo)致鍋爐熱效率降低，從而增加了煤耗。項(xiàng)目針對的問題現(xiàn)狀第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二二、項(xiàng)目原理說明

為提高空預(yù)器的運(yùn)行可靠性，降低排煙溫度，提高鍋爐效率，重慶九龍電力股份有限公司九龍發(fā)電分公司以重慶大學(xué)廖光亞教授等發(fā)明的三維內(nèi)外肋管換熱元件為基礎(chǔ)，借用管箱空預(yù)器結(jié)構(gòu)，設(shè)計制造新的三維內(nèi)外肋管換熱器。

第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二

三維內(nèi)外肋管及其加工工藝是一項(xiàng)先進(jìn)的強(qiáng)化換熱管設(shè)計、制造技術(shù)，以此作為技術(shù)來源，成立課題小組、結(jié)合現(xiàn)場空間小、煙道布置條件，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性和便于檢修等方面著手制訂改造方案并實(shí)施。本項(xiàng)目應(yīng)用于鍋爐尾部空預(yù)器。以“三維內(nèi)肋管及其加工技術(shù)”（發(fā)明專利號：ZL88102575.5）為依托，用三維內(nèi)外肋管作為強(qiáng)化傳熱元件，制作與原有熱管換熱器外形尺寸相當(dāng)?shù)墓芟涫綗煔猓諝鈸Q熱器，替代原熱管空預(yù)器。項(xiàng)目原理說明第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二

三維內(nèi)外肋管及其加工工藝是一項(xiàng)先進(jìn)的強(qiáng)化換熱的設(shè)計、制造技術(shù)。該技術(shù)國際領(lǐng)先，曾獲得國際金獎和國家發(fā)明獎。利用該技術(shù)制造的換熱管其強(qiáng)化傳熱效果可達(dá)光管的2—4倍，已在家電、石化、電力等行業(yè)領(lǐng)域的換熱器上應(yīng)用，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，本項(xiàng)目是首次在火電廠酸腐蝕嚴(yán)重的空預(yù)器上應(yīng)用。三、項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)：第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)根據(jù)三維內(nèi)外肋管強(qiáng)化換熱技術(shù)創(chuàng)新制造管箱式煙氣－空氣換熱器，通過管箱式煙氣、空氣換熱器溫度場分布特點(diǎn)計算肋片位置、密度、高度等方式調(diào)整局部換熱強(qiáng)度保證管壁溫度不低于酸露點(diǎn)溫度，解決傳統(tǒng)管式換熱器體積龐大（投資大）、阻力高、管壁溫度不能調(diào)整、抗腐蝕性差等弱點(diǎn)，利用三維內(nèi)肋管自吹掃功能解決管子堵灰問題，采用換熱管與管板焊接密封方式，保證嚴(yán)密不漏。三維內(nèi)外肋管換熱器結(jié)構(gòu)最簡單、投資最省、可靠性最高、免日常維護(hù)、便于檢修。可通過調(diào)整內(nèi)外肋密度、高度和布置方式等來調(diào)整管壁溫度，避開酸露點(diǎn)以延長管子的使用壽命，煙側(cè)肋片具有自吹掃功能，能有效防止堵灰，煙側(cè)由于肋片管傳熱效果好，內(nèi)外溫差小，管壁溫度高，能有效減少腐蝕。第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)主要技術(shù)規(guī)范和參數(shù)如下：管側(cè)殼側(cè)流動介質(zhì)空氣煙氣流量613800Nm3/h767796Nm3/h入口溫度20℃225.5℃出口溫度132.8℃145℃阻力損失788Pa370Pa總傳熱面積56368㎡設(shè)備總重量～110t第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二換熱元件照片第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二空氣側(cè)照片第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二三維內(nèi)外肋管箱照片第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二四、綜合效益評價與目前國內(nèi)外鍋爐廣泛使用的回轉(zhuǎn)式空預(yù)器比較，本裝置采用管式換熱器結(jié)構(gòu)，設(shè)備漏風(fēng)率低，而且換熱管腐蝕危害遠(yuǎn)小于回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，與其換熱效果比較，優(yōu)點(diǎn)明顯。1).與回轉(zhuǎn)式空預(yù)器比較，本項(xiàng)目的空預(yù)器無回轉(zhuǎn)部分，也不需備用臺套。設(shè)備可靠性高，基本無維護(hù)費(fèi)用。第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二綜合效益評價2).測試200MW、160MW、120MW三個負(fù)荷下，改造前修正后排煙溫度分別為178.7℃、167.4℃及162.8℃，排煙溫度嚴(yán)重偏高，鍋爐效率不到90%；改造后修正后排煙溫度分別為143.8℃、141.7℃及130.7℃，滿足設(shè)計要求。改造后排煙溫度分別降低了34.9℃、25.7℃、32.1℃，排煙溫度平均降低30.9℃，鍋爐熱效率將提升1.85%~2.16%，發(fā)電煤耗降低7g/kWh~8.2g/kWh，供電煤耗降低8g/kWh~9.3g/kWh，3）考慮到進(jìn)口風(fēng)溫提高后，對爐內(nèi)燃燒有利可能降低固體不完全燃燒損失，排煙溫度降低后提高鍋爐效率，發(fā)電煤耗和供電煤耗降低值可能更高。第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二本管箱式空預(yù)器采用的三維內(nèi)外肋化技術(shù)，其換熱系數(shù)可達(dá)光管的2—4倍，減少換熱器的體積和重量，實(shí)現(xiàn)小型化，節(jié)省投資。通過管箱式煙氣－空氣換熱器溫度場分布特點(diǎn)計算肋片位置、密度、高度等方式調(diào)整局部換熱強(qiáng)度保證管壁溫度不低于酸露點(diǎn)溫度。有利于防止管子腐蝕和磨損，實(shí)現(xiàn)余熱的深度利用。利用三維內(nèi)肋管自吹掃功能解決管子堵灰問題?？蛇M(jìn)一步降低排煙溫度和減少漏風(fēng)。采用換熱管與管板焊接密封方式，方便檢修。采用雙煙道布置，其高可靠性可滿足環(huán)保部門取消脫硫裝置旁路系統(tǒng)的要求。五、創(chuàng)造性和先進(jìn)性第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二充分利用煙氣余熱，在200MW機(jī)組改造總投入408萬元（其中空預(yù)器管箱290萬元），減少生產(chǎn)成本200萬/年，投資回收期2年。每年節(jié)約標(biāo)煤8100噸，減少SO2排放25噸，并減少粉塵、氮氧化物排放取得較好社會、環(huán)境效益，為節(jié)能減排做出較大貢獻(xiàn)。該技術(shù)簡單，不僅在鍋爐空預(yù)器上易于推廣，同時在電站其他換熱器上易于推廣，可取得較好安全經(jīng)濟(jì)、社會環(huán)境效益。六、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二七、推廣范圍及前景本項(xiàng)目取得的成果：從2008年5月18日至2012年10月20日，我公司三維內(nèi)外肋管為傳熱元件的管箱式煙氣－空氣換熱器在鍋爐中的試用，累計運(yùn)行30000小時以上，未出現(xiàn)管箱式換熱元件造成空預(yù)器元件堵灰、腐蝕。每次利用機(jī)組備用、檢修，對三維內(nèi)肋管為傳熱元件的管箱式煙氣-空氣換熱器進(jìn)行全面檢查，三維內(nèi)外肋管均未出現(xiàn)堵灰、腐蝕情況發(fā)生。第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二推廣范圍及前景三維內(nèi)外肋管為傳熱元件的管箱式煙氣-空氣換熱器投運(yùn)1月后，其傳熱效果均未出現(xiàn)降低現(xiàn)象。在負(fù)荷200MW時，鍋爐排煙溫度維持在145℃以下，空氣溫度由20℃升至132℃；負(fù)荷200MW時，煙氣側(cè)溫225℃降至145℃，其傳熱效果較好并保持穩(wěn)定。第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二推廣應(yīng)用前景：

本項(xiàng)目改造系技術(shù)創(chuàng)新，改造后根據(jù)性能試驗(yàn)結(jié)果（詳見西安熱工研究院《《重慶九龍電力股份有限公司九龍發(fā)電分公司200MW機(jī)組空預(yù)器改造后評價試驗(yàn)報告》，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。作為國際上首臺管箱式三維內(nèi)外肋管換熱器，于2012年10月在本公司200MW機(jī)組鍋爐中首次使用，至今已運(yùn)行1000多小時，實(shí)現(xiàn)了該裝置的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，效果良好，目前仍在繼續(xù)運(yùn)行。推廣范圍及前景第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二推廣范圍及前景推廣應(yīng)用前景：中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司正跟蹤收集我公司三維內(nèi)外肋管換熱器運(yùn)行情況并進(jìn)行推廣。重慶火電企業(yè)同行多次了解我司改造、運(yùn)行情況，準(zhǔn)備進(jìn)行相同改造。我公司還利用該技術(shù)進(jìn)行用于冷風(fēng)器、冷油器改造，換熱效果好。第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二推廣范圍及前景

我公司以三維內(nèi)肋管為傳熱元件的管箱式煙氣換熱器在電廠脫硫中的應(yīng)用，是國際、國內(nèi)首創(chuàng)，在2008年5月18日完成投入運(yùn)行至今，運(yùn)行效果良好，尤其在高硫煤電廠