整体型螺旋翅片钢管介绍.doc

整体型螺旋翅片钢管介绍产品名称：整体型螺旋翅片钢管应用领域：可广泛用于电站锅炉、余热锅炉、船舶、钢铁、石油、化工、制冷、暖通等工业和民用换热领域。生产设备：自主研发的专利设备研发单位：洛阳启程电力技术有限公司所属技术领域：扩展表面强化换热技术生产工艺：由厚壁无缝钢管热滚轧挤压成型。具体生产过程为：厚壁无缝钢管经过2000HZ2500HZ中频感应加热到900950，自动进入周向呈120分布的三组特制滚轧刀片，厚壁无缝钢管一次性被轧制成壁厚、翅高、翅距、翅形符合要求的螺旋翅片管，（也即是壁厚减少的那部分金属一次性塑性变形成了翅高、翅距、翅形符合要求的螺旋翅片）且翅片与管子为一体结构，翅片表面平整光滑。技术领先程度：国内独家生产技术优势：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，因此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，因此最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3.55.5倍，是同规格焊接式螺旋翅片钢管的2倍。8、 翅片与管子为一体结构，因此用于温度高、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。 采用整体型螺旋翅片钢管设计或改造省煤器（热交换器）有效解决排烟温度高，省煤器积灰和磨损等问题洛阳启程电力技术有限公司项目背景1. 降低排烟温度的意义 排烟热损失占输入能量的6%8%，占锅炉热损失的60%80%， 是各项热损失中最大的一项，是影响煤耗高低的一个重要因素。一般情况下，400t/h以下锅炉排烟温度每降低10，锅炉热效率可提高1%，400t/h以上锅炉排烟温度每降低1215，锅炉热效率可提高1%。所以排烟温度是锅炉安全经济运行最重要的指标之一。如何降低排烟温度 ,减少排烟热损失 ,提高锅炉热效率 ,是锅炉设计及改造中的一项极为重要的工作，是实现低碳排放、节能降耗的有力体现。2. 排烟温度偏高的现状 我国许多工业锅炉、电站锅炉的排烟温度高于设计值，约比设计值高2050。若干例子如下表：锅炉来源主要参数排烟温度1. 中铝公司广西分公司热电厂2#高压煤粉炉【1】额定出力130t/h过热蒸汽压力9.8MPa过热蒸汽温度540配有上下级省煤器和上下级空预器实际值210远高于设计值148热风温度高于设计值60100。年多耗煤近3000多吨。2. 长沙耒阳电厂2台HG670/140-WM10固态排渣煤粉锅炉【2】额定出力670t/h过热蒸汽压力13.82MPa过热蒸汽温度540配有上下级空预器和单级省煤器实际值160180，高于设计值1453. 广东东莞造纸厂循环流化床锅炉额定出力75t/h过热蒸汽压力3.82Mpa过热蒸汽温度450实际值近170，高于设计值1523. 排烟温度偏高的原因和解决措施原因描述措施及效果非主要因素煤种煤种变化受煤炭资源和运输等限制。影响客观存在，无法改变。空预器入口风温即外界环境温度。给水温度即省煤器入口水温，受机组负荷变动或高压加热器投停影响。锅炉负荷锅炉负荷受锅炉出汽产量需求等影响。主要因素漏风主要是炉膛和制粉系统漏风。检修中查漏堵漏。可降低排烟温度约12。制粉系统掺冷风量多在磨煤机出力一定出口温度一定下，制粉通风量基本一定，若一次风（燃料风）比例大，则二次风（来自空预器出口热风）越少，使得排烟温度升高。设计合理风粉配比曲线，适度降低一次风率，增大二次风掺入量。经验表明，这一措施可降低排烟温度约23。受热面积灰、结渣炉膛的水冷壁结渣积灰，过热器、省煤器和预热器积灰都会因烟气侧的放热热阻增大，使烟气的放热效果变差，导致排烟温度升高。加强吹灰，适当缩短吹灰间隔。经验表明，这一措施可降低排烟温度约6。受热面不足锅炉排烟温度升高可以看作是运行工况下受热面传热量不够造成。增加的受热面越靠近炉膛，降低排烟温度效果越不明显。因为受热面增加后，该级传热量增加，出口烟温降低，下一级受热面传热温差减小，传热量减少，最终导致排烟温度降幅减小。而且锅炉安装后过热器和炉膛受热面难以调整。可行方案是增加低温受热面，即省煤器或空气预热器的面积。建议使用技术革新产品：整体型螺旋翅片管式省煤器超导热管式空气预热器4. 省煤器改造与空预器改造对锅炉的影响区别强化省煤器吸热量，和强化空预器吸热量，均可有效降低锅炉排烟温度。主要区别在于后者对热风温度及锅炉结焦有影响：采用超导热管式空气预热器，同时也提高了空预器出口热风温度。热风温度高，即意味着炉膛燃烧区温度高。但对于高挥发份、易结焦的褐煤，燃烧区温度上升使得锅炉结焦倾向增加。整体型螺旋翅片钢管式省煤器（热交换器）1. 性能比较传统类型省煤器是光管式省煤器（铸铁或钢管），比较新的有采用高频焊接技术实现的螺旋翅片管式省煤器。按换热管直径相同、壁厚相同，比较如下：光管式高频焊螺旋翅片管式整体型螺旋翅片管式翅片与母管连接-高频焊接一体化，无需焊接传热面积小单位长度受热面积F单位重量表面积A大单位长度受热面积4F大单位长度受热面积4F单位重量表面积约2A 传热系数低，K在传热过程中烟气侧换热起主导作用。管内、外换热面积相等，导致烟气未将热量及时传递就流走。高, 2K存在接触热阻，传热不稳定。长期使用易产生焊缝开裂，不得不更换翅片管。假如裂缝间隙为0.1mm，空气的导热系数为0.021千卡每平方米小时度，则热阻达到0.0045平方米小时度每千卡，相当于180毫米厚钢板的热阻。更高, 3K1. 无接触热阻。2. 翅片剖面呈梯形，更有利于换热性能。3. 单管换热系数是光管的67倍，管束的努谢尔数Nu大于光管的3倍。见附图2.积灰易积灰。多在管子背面形成积灰。烟气侧的灰渣层导热系数很小，即使污垢层很薄，所产生的热阻也很大。每一毫米的灰渣层，相当于400毫米厚的钢壁。污垢热阻的存在，不但削弱了传热，还导致管壁温度显著升高，从而易使管壁过热而烧坏，以致引起事故。不易积灰。1. 翅片形成导流板，管子背后形成卡门旋涡，对管子形成自我清洁作用。2. 翅片根部折叠和凸凹不平易引起积灰、结渣、堵塞问题。更不易积灰。1. 翅片根部与母管之间为小角度圆滑过渡，表面光滑；2. 翅片具有导流作用，导流形成的气流旋涡有吹灰作用，故自我清洁效果卓越。见附图3.承压强度按锅炉用钢管标准略高相当于外装加强肋因为翅片与母管有机一体，并形成螺旋带。比光管显著提高近3倍。见附图1.耐磨损度低容易发生因烟气中的灰分颗粒的高速冲刷磨损，使得管壁减薄，引起爆管提高翅片对母体起到增加强度和阻挡直接冲刷的作用显著提高。采用热滚压轧制工艺生产，提高了金属组织致密度和硬度。硬度增加提高了整体型翅片管尤其是翅尖的耐磨性，对抵抗烟尘冲刷有利，解决了硫化床锅炉因受热面烟气流速高颗粒硬度大而磨损严重的问题。使用寿命短2-3年需要大修或更换略长显著延长，是焊接式翅片管3倍以上。2. 国家强制认证、质量控制和企业标准我公司生产的整体型螺旋翅片管，为目前业界唯一通过国家权威机构强制认证的产品。主要检测及认证如下：1. 通过西安交大多相流国家重点实验室单管、管束的传热和阻力测试2. 通过电力工业热力发电设备及材料质量检测中心高温拉伸测试3. 通过天津市质检站水压试验和水压爆破试验4. 通过国家钢铁产品质量监督检验中心化学成分、常温拉伸、表面硬度、金相组织测试5. 通过国家特种设备检测研究中心全面技术评定我公司已通过ISO9001:2000质量控制体系认证，严格按照国家锅炉用钢管标准和企业标准Q/LQD整体型钢质螺旋翅片钢管控制产品质量。公司业务范围我公司生产整体型螺旋翅片钢钢管，并提供省煤器（热交换器）设计和制造服务。经济性分析1. 单独提供整体型螺旋翅片钢管，当前价格为人民币14500元每吨，含运费。规格型号按客户需求。2. 省煤器改造费用。以75t/h锅炉计算给出以下基本数据和价格：a. 整体型螺旋翅片管型号为32x3.5（外径32mm，壁厚3.5mm), 管翅距13mm, 翅高12mm 。 翅片管重量为8kg/m。按此规格计算，省煤器翅片管重量约为30吨。加上设计、管材及配件购买、制造加工、检测、包装费用等，省煤器总的改造费用约为人民币80万元。b. 按上述规格计算，每1米翅片管的外表面积相当于等长度光管外表面积的4倍，从而大大提高了省煤器的换热系数。此外，与其他光管或焊接省煤器相比，整体型翅片管省煤器的使用寿命更长，约6-7年，且自我吹灰清洁功能更佳。c. 基于我公司众多客户使用情况的反馈，我们保证锅炉改造后，排烟温度能明显降低，接近锅炉设计值，锅炉效率至少提高2%，节约用煤2%。每年节约1200吨煤，按每吨800元计 (2010年)，在10个月左右即可通过节约煤耗收回锅炉改造成本。也就是说，一年时间，公司就在此项上每年每台炉可获利近100万元。d. 锅炉排烟温度降低后,排烟体积相应减小,锅炉引风机的电耗就会降低，根据我们统计，排烟温度每降低20,排烟体积越减少4.7%,排烟阻力约降低10%，两项综合引风机电耗可减少5.4%，每年可节约引风机电耗约11.6万度，工业应用案例：序号锅炉形式使用单位使用部位使用情况135th热水锅炉（流化床锅炉）山西三维化工集团锅炉蒸发器（改造）无积灰，无明显磨损现象，锅炉排烟温度比设计值150低20，每年节煤约600吨，且运行稳定。275th循环流化床锅炉（一台）广东东莞造纸厂锅炉省煤器（改造）无积灰，无明显磨损现象，改造后锅炉排烟温度比设计降低40，年节煤2500多吨，且运行稳定。3260th煤粉炉(一台)山东德州华鲁恒升集团锅炉省煤器（新设计）设计排烟温度140，实际运行值是8090，无积灰，无明显磨损现象，年节煤14000多吨，且稳定。4240th煤粉炉（三台）山东东营鲁能化工集团锅炉省煤器（新设计）无积灰，无明显磨损现象，锅炉排烟温度达到设计值135，且运行稳定。5240th煤粉炉（两台）陕西榆林经济开发区汇通热电有限公司锅炉末级省煤器（改造）改造前该锅炉出力只有160th，排烟温度高达200，改造后锅炉排烟温度下降到130，出力提高到220th，该炉燃用灰熔点为1200的高粘结灰煤种，运行三个月检查无积灰现象。6240th煤粉炉（三台）山东德州华鲁恒升集团锅炉省煤器（新设计）正在建设中790t/h流化床锅炉（二台）平顶山叶县希望集团锅炉省煤器正在设计中附图1： 整体型螺旋翅片钢管实物 钢质整体型螺旋翅片钢管 左为不锈钢：右为20G钢质 左为铜铝复合翅片管；右为钢铝复合翅片管钢质整体型螺旋翅片钢管矢量图 钢质整体型螺旋翅片钢管 钢质整体型螺旋翅片钢管省煤器附图2 ：整体型螺旋翅片钢管与光管传热面积对比图图片展示：翅片管单位长度受热面积增加4倍以上，更多的烟气热量得以传递。依据换热公式Q=kFT，传热量Q与面积F成正比。附图3：整体型螺旋翅片钢管形式图附表四：整体型螺旋翅片钢管规格参数表序号项目翅片管技术参数外径根径内径壁厚翅高翅距平均壁厚翅顶厚翅根厚重量表面积单位重量表面面积翅化比DD0dhtss1s2GAAdBmmmmmmmmmmmmmmmmmmkg/mm2/mm2/kg/15432263.01062.41.53.37.5050.63360.084426.325432253.51062.41.53.37.8480.63360.080736.335432244.01062.41.53.38.1580.63360.077666.345632263.01292.51.63.46.3050.49890.079134.9655632253.51292.51.63.46.6350.49890.075194.9665632244.01292.51.63.46.9510.49890.071774.9676238313.51292.71.83.68.1020.57090.070464.7886238304.01292.71.83.68.4970.57090.067194.7896238313.512112.71.83.67.1730.48950.068244.10106238304.012112.71.83.67.5660.48950.064704.10116238313.512132.71.83.66.5480.43260.066063.62126238304.012132.71.83.66.9390.43260.062343.62136642344.01292.81.83.69.5100.61480.064664.66146642334.51292.81.83.69.9450.61480.061824.6