[发明专利]一种烟气冷却器的传热管

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气冷却器的传热管。

背景技术

近十几年来我国对300MW以上大型电站的脱硫工艺基本都采用较 成熟的石灰石-石膏湿式脱硫工艺，在该工艺中通常都设置烟气-烟气换 热器(GGH)，在GGH中，一方面将进吸收塔的未经处理烟气由120～ 130℃降至80℃左右，另一方面又将经洗涤脱硫、除雾后的烟气由50℃ 左右加热至80℃左右后，从净烟气出口挡板进入烟囱排入大气。近年来 的运行实践表明，GGH在脱硫系统(FGD)中作用不大，但带来弊端却 很多。首先是投资成本高(约占FGD总投资的15％)；其次运行时的水、 电及压缩空气的能耗大，运行成本高；更主要是GGH因腐蚀、结垢引 起的故障，使得运行可靠性变差，大大降低了脱硫系统的可利用率。近 年来德国、日本及我国不少电站在湿式脱硫工艺中已不再设置GGH，而 将未经处理的120～130℃烟气直接送入吸收塔进行脱硫，为满足脱硫工 艺对烟气温度(约80℃)的要求，在吸收塔内需通过大量喷水进行冷却， 以使烟气温度降至脱硫需要的工作温度80℃左右。这种工艺流程虽省去 了GGH，但带来四方面的问题：①未经处理烟气从120～130℃降至80 ℃左右的这部分余热未被利用而白白损失；②为降温使吸收塔内蒸发的 水量增加约20％以上，从而导致脱硫装置的耗水量增大；③这些在吸 收塔内多喷淋的水所形成的蒸汽，随烟气一起由烟囱排出，增加了从烟 囱排出的烟气-蒸汽混合物的体积及相应的流动阻力，增大了风机的功耗 (电耗)；④由于烟气的含湿量过高，易形成冷凝水滴及白色烟羽(俗 称冒白烟)，会对电站周边环境造成弱性酸雨及石灰浆的溅落。

为了克服不设置GGH后带来的这些问题，可在脱硫吸收塔前设置 烟气余热回收器，或称烟气冷却器，将进吸收塔前的烟气温度由锅炉的 排烟温度(120～130℃左右)降低到80℃左右后进入吸收塔，这样不仅 可回收进吸收塔前烟气的这部分余热，达到节能的目的，还可减少吸收 塔内因喷淋冷却烟气温度所需的喷淋水量以及由于大量喷水引起的一系 列问题。

目前，用于烟气换热的传热管已有多种形式，如圆管附加翅片、翅 钉、圆肋片、方肋片、H形肋片及螺旋肋片等，但在上述低温、多尘场 合应用的烟气冷却器仍只见采用锅炉行业中传统的圆管外缠绕螺旋肋片 形式的传热管，见附图1所示。

如今，国内制造这种缠绕螺旋肋片传热管的工艺已成熟，但是用于 烟气冷却器有下列明显的不足：

(1)烟气侧流动阻力还比较大

加装烟气冷却器必然会增大烟气的流动阻力，相应增加增压风机的 电耗(能耗)。通常增压风机的风压富裕度并不大，因此无论从节能角度 还是从增压风机改造角度，都要求烟气冷却器烟侧的阻力尽可能小，否 则会减小余热回收的效率以及增加改造工程的难度和投资费用。

(2)烟气侧的换热系数(相对于肋管总外表面积)比较小

圆管外缠绕螺旋肋片传热管的换热系数比较小，一般只有相同基管 直径的光管传热管换热系数的45％左右。

(3)易积灰

相比较而言，螺旋肋片易积灰和堵灰，可以说积灰或堵灰是由螺旋 肋片管束组成的烟气冷却器能否高效长期运行的关键。运行实践表明： 只有当煤灰结粘结稠性灰的程度低时，或者说当煤灰粘结指数Rjh＜0.2 才能使用螺旋肋片传热管，这在大多数场合是很难达到的条件。

(4)抵抗飞灰磨损能力不够强，使用寿命不够长

运行实践表明，缠绕螺旋肋片在根部的磨损还是比较严重的，尤其 是在肋片较宽，制造过程中缠绕速度过快，在肋片内圈由于压缩出现皱 折，而烟气流速又选择较高时，在靠近肋片根部处极易发生磨损。

发明内容

本发明提出一种烟气流动阻力低、传热效率高、抵抗飞灰磨损能力 强、使用寿命长的新颖烟气冷却器的传热管。

本发明的技术方案

一种烟气冷却器的传热管，即由基管及肋片组构成，基管横截面为 椭圆形。

每一肋片组为二片矩形钢片、每片钢片中间在与椭圆形基管镶嵌的 一边开有与基管形状一致的椭圆弧缺口；

每一肋片组的二片矩形钢片对称地与椭圆形基管镶嵌焊接在一起； 沿基管长度方向每隔10～30毫米间距按上述相同的方式铺设另一组肋 片组，直至铺满整根基管，即形成本发明的烟气冷却器的传热管。

由于椭圆型基管长短轴的不同，肋片组中的钢片嵌入有以下两种方 式：