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螺纹烟管空气预热器 高吉国 泰山集团股份有限公司 摘 要：本文主要介绍了螺纹烟管空气预热器的特点、设计、计算基本要点，同时，对螺纹烟管强化传热、不堵灰、不磨损机理及不漏风空气预热器等问题进行了论述。 关键词：空气预热器，螺纹烟管，设计，计算 前言 空气预热器是锅炉尾部受热面之一，它对作用有三：一是某些锅炉因燃烧方式或燃料原因，燃烧时，需要空气有一定的温度，为满足燃烧所需空气温度，设空气预热器；二是某些锅炉受热介质温度较高，受热介质受热面出口烟温不能降低，为提高锅炉效率或为使排烟进入引风机不超温设置空气预热器；三是在锅炉设计时合理利用温差，降低锅炉成本。由此可见，空气预热器是某些锅炉中不可缺少的部件。为提高空气预热器性能，降低其成本，在工业锅炉中，除一般光管空气预热器（下称管式空气预热器）外，还有玻璃管空气预热器、铸铁螺纹烟管空气预热器等。通过计算分析和应用证明，若管式空气预热器内光管改为螺纹烟管，其传热性能、钢耗、造价等均优于其他形式的空气预热器。螺纹烟管空气预热器是将管式空气预热器中光管改为螺纹烟管，其他结构没有变化，所以螺纹烟管空气预热器可以采用管式空气预热器中所有成熟结构。管式空气预热器应用的场合，螺纹烟管空气预热器均可适合，现在很多大型电站锅炉已在应用。近年来，有人将鳍片式铸铁省煤器技术与螺纹烟管技术相结合，设计制造了铸铁螺纹烟管空气预热器，它的优点是不堵灰、不怕磨损、不怕腐蚀，缺点是：（1）铸件与钢焊接困难，使空气预热器组合件的密封困难，大型化困难，如果解决，成本太高；（2）铸件在铸造时，要有铸件厚度，单件铁耗量不易降低；（3）综合以上两电，铸铁螺纹烟管空气预热器造价高于管式空气预热器，重量也高于管式空气预热器。在一些特殊需要场合，仍是项很好的技术。 经过计算比较和实际应用，螺纹烟管空气预热器的优点是：不堵灰、不磨损、钢耗低，占用空间小，造价与管式空气预热器相同，可以大型化等。为此，本文推荐螺纹烟管空气预热器，并从烟速、风速等设计数据方面给出螺纹烟管空气预热器的设计要点。我厂螺纹烟管空气预热器有的已经运行三年以上，用户反应良好。 螺纹烟管 2.1 简介 本文中的螺纹烟管，是指将平直的钢管由外压作用，在管内形成凸螺纹的螺纹管，运行时管内走烟气，通称螺纹烟管，属强化传热元件。有些锅炉设计者，为了强化烟管内传热，在管内装有泾钢条扭曲后形成扰流子，这类烟管应用范围有局限性，特别不适用于含灰气流的传热，而本文介绍的螺纹烟管，可以用于含灰气流，也可用于不含灰气流。在国内20世纪80年代初开始将螺纹烟管用于燃煤的水火管锅炉上以来，没有出现因螺纹烟管磨损造成锅炉事故。同时对防止螺纹烟管堵灰也积累了丰富的运行经验，螺纹烟管内不积灰条件是：Wy》6m/s所以设计时，将螺纹烟管的 出口烟速控制在10m/s以上。在点火或低负荷运行时，螺纹烟管出口处烟速会低于6m/s，要求在低负荷运行8小时后，采用高烟速运行20分钟即达到清灰目的，具体方法是：（1）暂时满负荷运行20分钟；（2）将炉膛中炉门打开，加大引风量20分钟。这两种方法都会实现清灰的目的，对于短时间的低负荷运行，不必考虑清灰问题，而长期低负荷运行不清灰时，因灰易结硬壳，使清灰困难。可见，螺纹烟管是一种强化传热，不积灰，磨损轻的传热元件。我厂应用这一技术设计制造的燃煤水火管锅炉，由于不同吹灰，长期运行，保持高效率，保持初装锅炉的阻力，保持初装锅炉的出力，受到用户的好评。这一系列锅炉已运行的有44蒸汽锅炉，29兆瓦热水锅炉，螺纹烟管用于空气预热器已运行3年以上。螺纹烟管空气预热器的布置可以是立式的（螺纹烟管中心线是垂直的）也可是卧式的（螺纹烟管中心线是水平的），运行都令人满意。 很多文献中介绍了各自对螺纹烟管的试验和研究，结果有单头的，有多头的，在实际应用中，有的将钢管压制成“麻花”形等等。在我们实践中认为，单螺纹，小螺距，低螺纹高是较为理想的螺纹烟管。我们现用于锅炉或空气预热器上的螺纹烟管就是这样的螺纹管。 2.2传热计算和阻力计算 螺纹烟管的传热计算和阻力计算采用文献【1】中的公式，该公式是由哈尔滨工业大学锅炉教研组在83年试验得出的，现抄录如下： 流阻系数 ………………………………（1） ………………………………（2） 图1 螺纹烟管示意图 放热系数 ……………………………………………（3） ……………………………………………（4） ……………………………………………（5） ……………………………………………（6） 式（1）（5）试验范围： 文献[1]中认为：前述公式的放热系数比实测小10%，计算得出的流阻则与实测基本一致。从多台锅炉运