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非金属低温省煤器在烟气余热深度回收中的应用

时间:2016-08-17 13:38:03; 来源:V客暖通网 作者:徐祥根 陈旭 张春华

(1.烟台龙源换热设备有限公司,山东 烟台 264006;2.烟台荏原空调设备有限公司,山东 烟台 265500)

摘  要:国内火电机组的烟气余热回收多数采用金属低温省煤器,但面临受热面低温腐蚀、烟温降低不到位、烟气余热回收不充分、设备更换频繁、无投资收益等严重问题。以用户现场一台330 MW燃煤机组实际运行案例为依据,介绍非金属低温省煤器的特点、换热性能、结构型式,并进行了非金属与金属低温省煤主要技术指标的对比,阐述了非金属低温省煤器应用方案,并对其换热性能和经济收益进行了计算分析,结果表明,非金属低温省煤器更加适合在燃煤电厂中进行尾部烟气余热深度回收。

关键词:非金属低温省煤器;氟塑料;余热深度回收;换热性能 

0  引言

我国现役火电机组中,锅炉排烟温度普遍在110~160 ℃之间,锅炉排烟热损失约占锅炉热损失的60%~70%。锅炉排烟温度高,造成火力发电厂的煤耗增加,同时也会引起脱硫塔耗水量增加、除尘器效率降低等问题。为了利用烟气余热,国内95%以上的电厂采用金属材质低温省煤器。金属材质低温省煤器受烟气酸露点、结垢及灰堵的影响,会出现低温腐蚀泄露、换热性能急剧下降、设备使用寿命短等现象,对烟气温度在120 ℃左右的电厂,无法回收烟气热量。基于金属省煤器的缺点,非金属低温省煤器应运而生。 

1  非金属低温省煤器

非金属低温省煤器是以小直径薄壁氟塑料管作为换热管的换热器。换热管表面光滑不易结垢,具有极强的耐腐蚀性,可有效防止低温酸露点腐蚀,最大限度地利用烟气余热,提高设备经济性。常用的氟塑料有聚四氟乙烯(PTFE)、可溶性聚四氟乙烯(PFA)、聚全氟乙丙烯(FEP)。 

1.1  氟塑料的物理化学特性

氟塑料属于化学惰性材料,几乎对所有化学品和溶剂呈惰性,且几乎没有一种溶剂或化合物可在300 ℃以下溶解它,可以应用在大多数的腐蚀环境中。具有良好的耐高温和耐低温特性,在-190~260 ℃温度范围内低温不脆化高温不软化,可正常使用。是已知固体材料中表面自由能最低的材料之一,几乎所有材料都不能粘附在其表面,因此氟塑料作为非金属低温省煤器换热管其管壁表面光滑,不易结垢。同时,由于其表面分子对其他分子吸引力小,因而摩擦系数非常小(动、静摩擦系数是钢的0.04倍),对流体产生的流动摩擦阻力也较小。

1.2  换热性能

    氟塑料导热系数低[一般为0.19~0.22 W/(m·K)],非金属低温省煤器在设计上常采用薄壁小直径管,换热管结构布置上采用密集交错排列,通过大量增加换热面积,来弥补其导热系数低的不足。下面笔者从传热系数角度分析非金属低温省煤器和金属低温省煤器的换热效率。

传热系数计算式:                        



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