现在使用的螺旋翅片钢管多为缠绕式、高频焊接式、钎焊式螺旋翅片钢管。整体型螺旋翅片钢管以其使用寿命长、传热性能稳定、节能效果明显,成为上述三种形式螺旋翅片钢管的更新换代产品,其优势表现在以下方面 :
1、使用寿命长,是缠绕焊接式翅片钢管的3倍以上。
2、翅片根部与管子形成弧切、翅片表面光滑,彻底消除了其他形式翅片管由于翅片根部折叠不平易产生的积灰、、堵灰、结渣现象。
3、采用热滚压轧制工艺生产,提高了金属组织的致密度、屈服强度、抗拉强度和耐磨损性能。
4、由于翅片与管子为一体结构并呈螺旋带分布,整体型螺旋翅片钢管的承压能力是等壁厚同内径无缝钢管的3倍以上。
5、耐磨损,解决了燃煤锅炉对流受热面因风速高、灰浓度大磨损严重的问题。(特别是循环流化床锅炉)
6、翅片与管子为一体结构,彻底消除了其他形式翅片钢管由于翅片与管子为两体结构所不能克服的接触热阻,且翅片纵剖面呈梯形结构,大程度的提高了翅片换热效率。
7、采用了整体型螺旋翅片扩展表面换热,在同等工况下,管束的换热系数是等壁厚同内径无缝钢管的3.5—5.5倍,是同规格焊接式螺旋翅片钢管的2倍 [5] 。
8、翅片与管子为一体结构,用于温度高、环境恶劣的工作场合,不会发生其他形式翅片钢管易产生的因翅片松弛、脱落而造成的传热性能不稳定现象。
开发与应用
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我国对螺旋翅片管省煤器的开发与应用,始于20世纪80年代。自行设计、制造的螺旋翅片管省煤器在国产锅炉上问世 [6] 。20世纪90年代,笔者以一种翅片独特布置的螺旋翅片管省煤器,替代引进的日本三菱产350MW 1 160 t/h亚临界循环锅炉上常用的一般螺旋翅片管省煤器!zi。近年来,引进的900MW超超临界燃煤锅炉也采用螺旋翅片管省煤器,并已投入运行。而锅炉制造业,虽为国外生产螺旋翅片管省煤器,但在国产锅炉应用方面显得滞后。
这种新开发的螺旋翅片管省煤器已被应用与西北、华中、华南、华东、上海等市和地区的燃煤自备电厂和公用电厂,小的锅炉容量参数为高压220t/h,大的锅炉容量参数是为亚临界1 160t/h。所燃煤种是烟煤、无烟煤、烟煤和贫煤混烧、烟煤和高炉煤气混烧,以及含灰量56%一59%的劣质烟煤l3]。
展望
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目前有不少学者基于不同的研究目的,对螺旋翅片管束的结构参数进行了优化,但研究工作还存在以下不足,表现在: [7] 翅片结构参数设计
当燃气轮机排气通过螺旋翅片管向管内蒸汽传热时,螺旋翅片管强化了受热面的传热能力,
但也使管外翅片工作在恶劣的高温环境中,使得管外螺旋翅片的温度往往较高,可能超过材料所允许的耐温极限,造成翅片被烧坏。对余热锅炉而言,其高压过热器与再热器受热面因管外烟气和管内工质温度均较高,如设计时翅片高度不合理,则螺旋翅片外端的温度(通常称为翅端温度)可能超过翅片材料的允许温度,从而导致翅片因超温烧毁,影响余热锅炉的运行可靠性。