熱管式煙氣冷卻器技術(shù)優(yōu)勢
一、常規水媒式換熱器的弊病
目前在大多機組加裝H型翅片煙氣冷卻器及螺旋翅片管式煙氣冷卻器,該類(lèi)設備完全達到了預期換熱效果,但是設備的使用壽命成為了嚴峻的考驗。根據實(shí)際應用情況統計,ND 鋼材質(zhì)H翅片煙氣冷卻器運行1.5—2年便危機系統后續設備的安全性。主要矛盾為常規水媒式換熱器的漏水問(wèn)題。
常規煙氣冷卻器采用H型或螺旋翅片結構,采用H型翅片結構大大的降低了換熱器積灰的影響,但只是改變了翅片的結構形式未從根本上解決泄漏問(wèn)題。
常規煙氣冷卻器換熱元件材質(zhì)為ND鋼材質(zhì),即09CrCuSb;從材料元素上分析該材料具有抗弱酸性腐蝕的性能,但不具備耐磨損性??諝忸A熱器出口煙氣未經(jīng)除塵處理,含有大量灰份;因此含灰煙氣的沖刷磨損為換熱器損壞的主要誘因。
常規煙氣冷卻器的積灰減小了煙氣流通面積,進(jìn)而提高了煙氣流速加速了煙氣冷卻器磨損,導致惡性循環(huán)。
常規煙氣冷卻器為水媒式換熱器,換熱管的破損必然引起漏水問(wèn)題。
脫硫塔入口煙氣中含硫量高對換熱設備材質(zhì)的抗腐蝕性要求較高,采用ND鋼材料受壁溫的影響,換熱設備進(jìn)水溫度需控制在≥70℃,因此對系統的循環(huán)水溫度具有一定的限制性。
二、熱管式煙氣冷卻器優(yōu)勢
(1)熱管表面采用耐磨材料;
煙氣冷卻器的損壞原因歸結起來(lái)有兩點(diǎn),一是腐蝕,二是磨損。布置在除塵器之前的煙氣冷卻器以損壞的原因多為磨損,布置在脫硫塔之前的煙氣冷卻器損壞的原因多為腐蝕。采用ND鋼(09CrCuSb)材質(zhì)的煙氣冷卻器只是從腐蝕角度進(jìn)行了防護,為從磨損角度進(jìn)行防護。ND鋼與20G材質(zhì)相比較只是在鋼材成份上含有微量防腐成份,未含有防磨成份機理。鍋爐尾部煙道采用防磨瓦的材料為1Cr7SiA1或1Cr20Ni14Si2不同于ND鋼材料。采用復合材料耐磨性能優(yōu)于鋼材,所以有較好的耐磨性能。
(2)熱管獨立作業(yè),安全系數高;
煙氣冷卻器為換熱設備中的一類(lèi)有特殊要求的換熱設備。主要為水媒式結構和氣—水分離式結構。熱管為氣—水分離的典型結構。水媒式換熱器水在管路內部流動(dòng),即水在換熱部位煙道內完成換熱過(guò)程。當換熱設備發(fā)生意外損壞,高壓流動(dòng)的介質(zhì)水便溢流在煙道內部,該現象的發(fā)生直接危及整套熱力系統的安全運行,只能緊急停運處理。該現象絕大多數類(lèi)同與常規的省煤器漏水現象,發(fā)現時(shí)已經(jīng)是相當嚴重惡化,有一定的滯后性。該類(lèi)現象的產(chǎn)生也對壁溫要求較高的設備有這直接的影響。
熱管式結構完全回避了水媒式結構的弊端,分為兩個(gè)方面進(jìn)行了優(yōu)化。一方面是熱管單支作業(yè),即使有損壞現象不會(huì )有連鎖反應,不同于蛇形管排的串聯(lián)管路關(guān)系。另一方面是熱管式結構換熱介質(zhì)循環(huán)水位于煙道外部,即使有損壞現象產(chǎn)生不會(huì )危及煙道內部煙氣及整套熱力系統的安全運行。如下圖所示。
為保證設備運行壽命,煙氣隔離同時(shí)采用復合雙層管板隔離結構。如下圖所示。
(3)可取用各梯度溫度水源;
煙氣冷卻器換熱效率與取水溫度成對應關(guān)系,取水溫度越低換熱對數平均溫差越大。熱管式煙氣冷卻器因不受壁溫的限制,所以可以不受限制的引用較低溫度的換熱介質(zhì)水,縮小設備的體重、減少投資成本且可以在有限空間內得以布置。
(4)設備停運無(wú)需維護。
水媒式換熱器需維持壁溫高于露點(diǎn)溫度,當設備停運或換熱能力較差時(shí),需引用高溫介質(zhì)來(lái)保護設備的使用。煙氣冷卻器現運行的均為無(wú)傳動(dòng)旋轉部件設備。復合材料有力的隔絕了腐蝕介質(zhì),所以設備停運無(wú)需保養維護。
三、熱管式煙氣冷卻器規格
熱管煙氣冷卻器根據方案設計分為多個(gè)模塊,現場(chǎng)安裝為模塊化拼合。對大型機組的施工周期及布置提供了有利保障。
四、熱管式煙氣冷卻器內部結構
熱管式煙氣冷卻器采用單支軸向熱管結構形式,采用熱管進(jìn)行煙氣與水的熱量傳遞。熱管加熱段位于煙氣側,吸收煙氣熱量;熱管冷凝段位于水側,釋放吸收的煙氣熱量;煙氣與循環(huán)水進(jìn)行物理結構隔離。
換熱器以熱管為傳熱載體,將煙氣與冷卻循環(huán)水進(jìn)行了隔離,徹底解決了泄漏問(wèn)題。