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三維內外肋片管
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重慶鑫順盛達科技有限公司
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三維內外肋片管
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一、三維內外肋片管簡介
三維肋片是在金屬管內、外壁采用刻切加工的方法加工而成，其肋面是一個曲面與平直面的結合體，稱之為“三維”肋化技術，這既是一種新型加工工藝，又是強化換熱的技術，尤其是管內的換熱強化，其它技術難以企及，該形式的換熱管比普通光管換熱效果高2.5-6倍。三維肋片管是由肋片組成的非連續的新一代強化傳熱管，流體三元流動形成對肋片的沖刷優于二元流動，有更強的抗積灰能力和換熱能力。三維肋片可以看做管內外都有針刺的針刺管，也可以看做非連續肋片的H型翅片管，但換熱能力、抗積灰和磨損能力更強；一體化加工形成，沒有接觸熱阻；能通過調整肋片的數量、高度和布置方式等調整管壁溫度，有利于降低低溫腐蝕風險；能使換熱管管間距適當加大，利于清灰和檢修換管；管內、外同時換熱強化，使換熱器更加高效和緊湊，是一種換熱性能優異的高效傳熱元件。
該技術具有對管壁破壞小、可加工的三維肋高度高、肋排列方式和肋結構尺寸調整方便等優點，具有廣泛的適用性和傳熱布置的靈活性。該技術在加工工藝上突破了目前國際上只能加工銅、鋁等軟金屬材料管的加工工藝，把材質擴大到鋼、不銹鋼、鈦等一切有延展性的金屬，從而使各行業的換熱器均可使用這類肋片高效換熱器，榮獲中國***和 39 屆尤里卡國際發明博覽會金獎。
三維肋管主要特點如下：
1. 換熱效率高，結構緊湊，同樣空間可以布置更多受熱面，以降低排煙溫度，實現節能。
2. 可以通過調整肋片數量和結構等調整金屬壁溫，避開酸露點。
3. 在保證換熱能力的情況下，設計煙氣流速可以適當降低，以減輕磨損，延長壽命。
4. 有一定自清灰能力。
二、一體化空氣預熱器
1、一體化空氣預熱器簡介
按照國家對節能減排和超凈排放的要求，我公司目前研究出的國際新型的三維內外肋片管換熱技術在火電廠的應用中，采用一體化空預器的系統化方案，解決目前普遍存在的回轉式空氣預熱器泄漏、低溫腐蝕、結垢、積灰和硫酸氫銨堵塞問題，解決凈煙氣加熱裝置（回轉式GGH或MGGH）泄漏、可靠性差等問題。
一體化空氣預熱器用于取代常規的“回轉式空氣預熱器+蒸汽暖風器 +MGGH”方案，不但EPC投資比常規“回轉式空氣預熱器+蒸汽暖風器+MGGH”節省1000萬元以上，還可實現節煤3~5g/kWh以上，系統更加安全可靠，有良好的經濟和社會效益，通過實施鍋爐尾部系統綜合節能環保解決方案，為企業節能和超凈排放提供解決方案。
一體化空氣預熱器中使用的三維內外肋管是一種利用專門數控加工設備、以刻切加工方式而成的高效換熱元件，通過改變三維肋片排列方式、節距、高度等結構參數和煙氣側單側換熱強化，將低金屬壁溫在常規管式空氣預熱器或回轉式空氣預熱器低金屬壁溫基礎上提高15℃以上，顯著降低低溫腐蝕和結垢風險；解決熱媒水換熱器只能原煙氣走管外和臥式布置的問題，臥式布置永遠存在磨損與積灰的矛盾，換熱管立式布置或原煙氣走管內（相當于稀相輸灰），可大限度減輕積灰。
2、一體化空氣預熱器技術特點
1. 實現廣義回熱，利用煙氣直接加熱空氣，提高一、二次風溫，有利于燃燒效率提高。
2. 通過在換熱器管箱和煙風道加裝隔板的方式將換熱器分組，讓切斷空氣的管箱處于高溫煙氣的干燒狀態，使換熱管的金屬壁溫均遠高于硫酸氫銨的氣化溫度，通過硫酸氫銨氣化分解的方式解決硫酸氫銨堵塞問題，實現節能，延長預熱器使用壽命，降低運行維護成本，消除故障停機的風險。
3. 通過特殊的加工工藝，可以實現換熱管煙氣側的單側換熱強化，顯著降低煙氣側換熱熱阻，以提高金屬壁溫，盡可能使金屬避開低溫腐蝕區域，降低腐蝕和結垢風險，實現“零漏風”。在排煙溫度90~110℃，環境溫度較低（-10~ 0℃）的情況下，仍能保證低金屬壁溫在68℃以上（2.5%及以下含硫率）， 以此解決常規管式空氣預熱器和回轉式空氣預熱器沒有提高低金屬壁溫的手段，從而導致排煙溫度進一步降低導致的金屬低溫腐蝕和結垢的問題，解決了低溫腐蝕就解決了換熱器壽命問題；
4. 實現協同除塵，提高除塵器除塵效率。
5. 潔凈熱二次風混合加熱凈煙氣，沒有換熱元件，**安全可靠, 解決煙囪腐蝕和“石膏雨”等問題。
6. 降低脫硫工藝水耗，提高除霧器效率，提高S02的溶解度，以提高脫硫裝置的除塵效率和脫硫效率。
7. 管內外換熱同時強化，解決了氣氣換熱裝置小型化、布置位置和布置方式問題，節約物料成本及安裝成本；
8. 節能和超凈排放并舉，既解決回轉式空氣預熱器普遍存在的問題，又避免超凈排放單獨實施凈煙氣加熱后可能導致的今后進一步降低排煙溫度的難度，系統地解決問題，避免重復投資。
3.預期達到的目標、主要技術指標
預期達到的目標
通過一體化空氣預熱器改造，在不改變鍋爐現有鋼結構、不改動引送風機和增壓風機情況下，拆除回轉式空氣預熱器和回轉式GGH，實現節能和凈煙氣加熱，解決空氣預熱器低溫腐蝕、結垢、積灰和硫酸氫銨堵塞問 題，解決回轉式GGH泄漏和堵塞問題，提高鍋爐尾部系統和設備的安全可靠和經濟性。
主要技術指標
以公司實施改造的一實際項目為例：
1. 解決目前普遍運行參數嚴重偏離設計值的問題。改造前一、二次熱風溫度均低于設計值，改造后，一次風溫達到340℃，二次風溫達到345℃，滿足設計值要求，比實際風溫高40℃左右；同時改造前煙、風阻力偏大：A側一次風阻力2530Pa，二次風阻力2200Pa，煙氣阻力1737Pa，排煙溫度154.84℃； B側一次風阻力2390Pa，二次風阻力 960Pa，煙氣阻力1776Pa，排煙溫度159. 81℃，考慮拆除回轉式GGH的因素，改造后系統煙氣阻力和熱風阻力均比改前降低1000Pa以上，確保在不改變增壓風機情況下，煙氣阻力能夠滿足超凈排放要求。
2. 實現廣義回熱，利用煙氣直接加熱空氣，回收煙氣佘熱，將排煙溫度從155℃降到118℃，提高一、二次熱風溫度，降低供電煤耗3g/kWh 以上。
3. 降低運行和維修成本：平均每年可節省回轉式空氣預熱器和回轉式GGH 的運行費用（電耗、水沖洗等）、維修費和折舊費（50000 小時更換一次換熱元件）300萬元左右。
4．以熱二次風與凈煙氣混合方式將凈煙氣加熱到67℃（可調），凈煙氣抬升能力相當于常MGGH加熱到72℃
5. 提高靜電除塵器效率，降低脫硫工藝水耗，提高脫硫裝置的除塵和脫硫效率。
6．一體化空氣預熱器的成功應用，將徹底改變傳統的工藝路線，使鍋爐尾部系統更加簡單，顯著提高鍋爐裝置的安全可靠性，既實現深度佘熱回收，減少水蒸氣的蒸發量，提高靜電除塵器和脫硫裝置的效率，又解決回轉式空氣預熱器普遍存在的泄漏、腐蝕、結垢和硫酸氫銨堵塞問題，實現凈煙氣的加熱，解決煙囪腐蝕和石膏雨。
應用轉化前景預測
一體化空氣預熱器是對傳統“回轉式空氣預熱器+蒸汽暖風器+MGGH或濕煙囪”技術的顛覆，是滿足國家《煤電節能減排升級與改造行動計劃 （2014~2020）》現役燃煤發電機組改造后平均供電煤耗低于310g/kWh的重要措施，該技術的全面推廣應用，可以將排煙溫度降到90℃左右，現有機組煤耗可降低3g/kWh以上，節省投資，節約運行維護成本，提高設備安全可靠性，增強集團公司的競爭力，有良好的社會和經濟效益。
