【doc】热管换热器中纵向翅片管与园翅片管的综合性能对比

【doc】热管换热器中纵向翅片管与园翅片管的综合性能对比 热管换热器中纵向翅片管与园翅片管的综 合性能对比 @ '. 热t崔.族燃纵伺期片管 [摘要]本文将纵向翅片詈热詈换热器与固翅片詈热詈换热器在传热性能与烟气 流动阻 力佧1对比,对多炭流体在进行"气一水"及"气一汽换热的过程中,在相同参数回收 同样热量 的情况下,纵向翅片管均明显地优于固翅片詈组成的热詈换热器,是一项有皇展前 途的产品. 1前言 用碳钢水热管做成的各种热管换热器, 已在国民经济的很多领域得到越来越多的应 用,不仅有加热空气的"气一气"热管换热器, 也有产生热水和蒸汽的热管热水器和热管锅 炉.由于热管面可以"肋化,其换热系数比 一 般管壳式高出5,10倍,具有体积小.重量 轻节约金属的优点,然而用于多灰烟气流体 的余热回收,"肋片问不可避免地出现积灰 堵塞的问题(见图1),特别对垂直布置的囝 翅片管,无论怎样提高烟气流速,在翅片管的 背面都会出现回流医,在回流医,由于流速 低,造成严重积灰}轻则使烟气流动阻力增 加,回收热量明显下降,严重则使整个系统无 法正常运行,造成极为严重的经济后果.纵向 翅片管(见圈2)的出现,将彻底避免热管在 多灰流体中出现的积灰堵塞的问题.同光臂 比较又具有节约金属的特点,且烟气流动阻 力明显地低于园翅片管.用于"气一水及"气 一 汽换热t具有明显的优越性. 田l烟气冲刷园翅片管圈2烟气冲嘲毒5l向埘片臂 ? 6?f能瘴通讯)1993年第1期 2综合性能对比 以4t/h工业锅炉的烟气余热量为例,设烟 气流量为5000Nm./h.温度由250"C降至 150"C,回收热量用来加热锅炉给水.使3.5t/h 的给水由20'C加热至66"C,(考虑到加热侧 和冷却俩的各种损失,将烟气回收热量乘 0.95),热管采用25×2.5无缝管. 2.1传热系数对比 a,对园翅片管,由于为多灰流体,取翅片 间距为0.009米,烟气流速为9米/秒.烟气 侧的污垢热阻为0.0023m?/w,冷却侧的 换热系数为2900w/m?,加热侧与冷却fI强 长度比为2.5tl,则烟气侧翅片管外表面积 为基准的换热系数: ul=0.1378Re"Pr}()=100.2w/ aC n't?,将翅片管折算成光管外表面积为基准 的换热系数:?一ul!芸=454.9w/m:'C,以I 加热侧光管外表面积为基准的换热系数: K一__———1 十 do ln. 害++R+导 [+n面do十1+R]162w/m?(1) b,对于纵向翅片管,由于烟气流动阻力 小,烟气流速取l2米/秒,由于纵向翅片管不 易积灰,取烟气删污垢热阻为园翅片一半为 0.001l5m?/w,取翅片高度为0.02米.翅 片厚度为O.002米,则烟气侧翅片管外丧面 积为基准的换热系数::0.149{(詈) Re.Pr"=125.3w/m?I折算成光管为基 准的烟气侧换热系数: "一?l一223w/m?.折算成光管为基 准加热侧总的换热系数按(1)式计算K= 131?9w/m?故纵向翅片管加热侧以光管外 表面积为基准总的换热系数为园翅片管 11O 一 81,4.此结果与实测基本相符. 2.2烟气流动阻力对比 a对园翅片管,经计算需热管15O根,每 排l0根,共l5排,阻力系数f=37.86 ()一-"?()o.=0.956,烟气流动阻U kTt'~ 力?P=f=44.3毫米水柱. 'b b,对纵向翅片管通过计算需热管176 根,每排8根共22排,对错排横向冲刷烟气 流动阻力?h=AhoCsCd(z+1)一34毫米水 柱,考虑到热管上焊有纵向翅片,实际烟气流 动阻力34×1.2=d0.8毫米水柱,故纵向翅 片烟气侧流动阻力为园翅片dO.8/14.3= 92.此数据与实测结果基本相同 2.3金属耗量与制造成本 a,对园翅片管,根据制造厂提供价格,每 ,全部热管造价8563.5 根热管造价57.O9元 元,其它部分重量,(含隔板及冷热侧外壳) 244.5公斤每公斤价7元,共1711.5元.故 全部重量583.5公斤,总共造价10275元 b,对纵向翅片管,热管重量330.8公 斤,每公斤价按ld元,共4631元,其它部分 重(含隔板及冷热侧外壳)219公斤,每公厅 价7元,共1533元.全部重量为549.8公 斤.总造价6164.2元.故纵向翅片管换热器 的重量为园翅片管549.8/583.5—94,成 本为园翅片管6l64.2/t0275=60. 通过上述综合性能对比.用于"气一水 换热的纵向翅片管组成的热管换热器,除传 热系数低于园翅片管外,烟气流动阻力,金属 耗量,制造成本,均明显低于园翅片管.此结 论同样适用于"气一汽"换热的热管锅炉.主 要由于纵向翅片管在相同烟气流速的情况 下,流动阻力大大低于园翅片管,故纵向翅片 管可采用较高的烟气流速来提高换热系数, 以弥补翅化比小造成对总的换热系数的影 响.同时由于纵向翅片管不易积灰,污垢热阻 仅为园翅片管一半,对总传热系数的提高也 是十分有利的.另外纵向翅片管的价格仪为 堕塑筻!!!垫塑塑!!壁塑! ?7?t能l潦通讯).1993年第l期 4机械损耗增加 . 1电动机拆卸时,端盖和机座未做标记 虽然电动机端盖的三个过孔和机摩的三 个螺孔都是】20.,应有互换,但由于加工时 为二块,不完全均分.同对电动机使用一 段时间以后,端盏相机座内应力的变化,也会 发生变形,如粜不敢标记,任意组装,势必影 响机械损耗的变化.'为了尽量保证电动机在 改前,改后机械损耗接近相等,在分解电动机 时一定要在两懊l做好标记,改造完后.按标记 组装.对于绕线型异步电动机.转子上的集电 环与固定的电刷之间的摩擦出将造成机械担 耗增加,因此应重视两者之间的接触应全面, 双方表面应光滑.电刷压力应适当. '.2电动机定,转于相擦 当我们在改造后,进行空载测试时,若发 现增加很多,应考虑电动机存在定.转子 相擦,解决的方法是,立即拆卸电动机,检查 定子是否有高出内园的磁泥,并用半园锉加 以打磨,清除磁渣并重新按标号组装,进行空 载试验. '.3更换电机轴承或加润滑脂,应在改后, 空载驯试之后进行,润滑脂不能加扞太多. 电动机在改前,改后应保持基本不变.我 们在验收中发现有的操作人员,为图方便,改 后立即将电动机轴承更换(发现轴承有问题) 或更换轴承澜滑脂(都应在改后测试完毕后 进行).结果使电动机的机械损耗增大. 大家知道.目前电动机一般使用润滑脂 为复合钙基,锂基或钙钠基润滑脂,由于电动 机在高转速旋转时,润滑脂的摩擦系数也较 大,会使机械损耗增加,所以润滑脂的填充量 应为轴承室的】/2J/3,二极电机可略减 少.另外内(外)油盖鹈滑脂一般为盖内容积 的1/2~1/3左右. 裹3润滑幅对空彘捕耗帕髟崎 电机编号 l2 镧清(1)l05ll眈.22l5l1692 PDCw)l7OOl1200J900lJt3OO '.4改前,改后剖试电压相差太大 电动机改造前,后的测试电压应基本一 样.有条件的单位最好采用调压器或专用电 源.免受其它用电设备的影响.若二次空载 测试电压相差太大,虽然空载损耗和电压的 二次方成正比,可以进行修正,但毕竟不是成 线氇关系,仍然存在误羞,所以要求改前,改 后溅试电压基本一致,减少误差. 另外,在二次测试中也应尽量保证测试 的电源相序,电机的转向都应一样. ?.5洲试仪表的选择 ? 应用磁性槽泥改造电动机.散率提高仅 1左右,空裁损耗降低也不太,目而测试仪 表的精度应低于1.5级..建议采用上海隆昌 仪表厂生产的SDPC—looo型数字式电能平 衡测试仪,应用100次累积记数,在使用仪表 时,电流量程选用接近被测电机空载电流一 档并保持二次测试量程档开关不变. 若企业选用电表法进行测试,应采用三 相电度表.配o'5级的电流互感器. (上接第7页) 翅片做成的热管换热器,总成本比园翅片管 低.烟气流速提高后,磨损增加,但纵向翅片 管的翅片厚度,比园翅片营高一倍.其使用寿 命也不会带来明显的差异.用纵向翅片管组 成的热管换热器,用于多灰烟气流体的余热 回收,进行"气一水"及"气一汽换热魁十分 理想的. I扼穰置讯)1993年举l期?9,