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空气预热器说明书
空气预热器
技术说明
2007-9-19
空气换热器
1、前言
冶金行业是国家能源消耗大户,同时也是环境污染的主要制造者之一。国家制订的可持续发展的长期目标,其重要保证条件就是降低冶金行业能耗,提高能源利用率,减少污染排放,实现和谐发展。
冶金行业要降低能耗,除了改善生产工艺和条件,另外的一个重要途径就是充分利用排放掉的能源,从而提高能源利用效率。利用排放掉能源的主要设备就是换热器。
管壳式换热器是一种常见的换热设备,已经有近百年的历史。目前已经已经有非常多的种类,广泛应用于各种行业。管壳式换热器的特点是:换热空间是管束以及管束外面的壳体与管束形成的空间。一种流体走管内,另外的流体走管与壳之间。两种流体通过管壁进行换热。管壳换热器的优点是应用广泛,可以耐高温高压,可以大型化,它的缺点是传热系数比较低,单位换热面积消耗的金属材料比较多。为了解决这个问题,人们采取了很多方法来改善管壳换热器的传热条件。
2、螺纹管
螺纹管是上世纪末出现的一种异形传热管,它通过对光滑钢管进行压力加工,使其发生螺纹状形变,表面形成螺纹凹槽而成。螺纹管同光滑管比有非常明显的性能增强:
由于螺纹凹槽的形成,可以使管内气流形成旋流,增强了紊流状态下的对流传热能力;
螺纹凹槽使得管子表面变得粗糙,破坏了气流边界层,使得在层流状态下气体对流传热有明显提高;
螺纹凹槽可使管子传热表面积有所增加;
螺纹管比光滑管的固有频率提高,降低了换热器的振动。
但是螺纹管的阻力比光滑管大,管子刚度也比光滑管小,这是螺纹管存在的缺点。
AA2机组空气预热器的换热元件就采用单程轧槽螺纹管。
3、换热器结构
换热器采用高温列管式,风箱为方形,烟气走管外行程,空气走管内行程。整个换热器嵌入烟气通道内,没有外壳。烟气经过换热管外换热后直接排放掉,为一个行程。空气经过四个管行程被烟气加热,管束用风箱和连接管连接,连接管高温端有膨胀节。空气流与烟气流呈逆差流的流动分布。
4、换热器参数
4.1烟气参数:
入口温度:850℃ 出口温度:393℃
烟气量:9636m3/h·℃ 阻力损失:62Pa
烟气放出热量:1.405×106kcal/h
4.2空气参数:
入口温度:20℃ 出口温度:550℃
空气量:7524m3/h·℃ 阻力损失:770Pa
空气吸收热量:1.286×106kcal/h
4.3换热管参数:
管子类型:单程轧槽螺纹管
光管规格:φ45×2.5×1900,中间有折弯
管子数量:276×4=1104根
4.4管子排布:迎风面截距110mm,气流方向截距67mm,三角形错排
4.5传热参数:
管外传热系数:28.8kcal/m2·h·℃
管内传热系数:84.1 kcal/m2·h·℃
综合传热系数:20.8 kcal/m2·h·℃
传热面积: 215m2
4.6材质:由于换热器管壁温度有超过500℃的部分,所以前两行程的管材为1Cr18Ni9Ti,并且热浸镀渗铝,后两行程的管材为20g,符合GB3087-99标准,样也热浸镀渗铝。渗铝后的钢管根据GB/T18592-2001标准,镀铝层厚度>0.04mm、铝铁合金层厚度>0.1mm、涂敷量>120g/m2、在1000℃空气中氧化速度≤5.5×10-5g/cm2·h。膨胀节的材料选用SUS304L奥氏体不锈钢,要求符合GB3280、GB4237等标准,厚度为2mm。
4.6换热器外形:
管区宽度:12列×110mm=1320mm
管区长度:4行程×23排×67mm=6164mm
换热器总长:7260mm
换热器总宽:1320mm
换热器总高:5048mm
4.7管壁温度及膨胀
最高管壁温度:614℃
最低管壁温度:115℃
换热管最大膨胀量:20.8mm
换热管最小膨胀量:2.6mm
4.8总重量:14600kg
5、换热器制作
5.1换热管
换热管购进后,经挑选,校直(弯曲度≤1.5mm),切齐,除锈等预处理,然后进行热浸镀铝及热扩散处理。热浸镀渗铝的钢管先需要在750℃的铝液中浸泡15分钟,取出后去除多余铝液,然后置于930℃保温炉中加热12小时,出炉后慢慢冷却到常温,再根据相应的标准检测通过,然后经过单管水压试验检测合格后方可用于换热器的制作。在高温段换热管与管板焊接处,将铝铁合金层磨掉,以保证与管板的焊接质量。热浸镀渗铝的换热管制作均达到GB/T18592-2001标准。
5.2管板
管板材料经过去锈、表面校平后用数控等离子切割机把外轮廓加工出来,然后在其上画好定位孔的中心位置,往数控等离子切割机中输入孔的直径及工差,利用数控等离子切割在管板材料上加工出所需要的孔,孔直径上偏差<0.4,下偏差为0。
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