列管式换热器
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高温汽-水换热器在电厂首站换热的应用点击：2070 日期：[ 2014-04-26 22:00:19 ] |
| 高温汽-水换热器在电厂首站换热的应用 黄志全 珠海高新区九圆热交换设备制造有限公司 【摘要】对于电厂首站的换热，传统的做法是采用列管式换热器，但由于列管式 换热器的换热效率不高，相同的工况需要的换热面积较大，相应的设备体积也增大， 增加了占地面积，从而加大投资成本。本文重点探讨利用高温汽-水换热器代替列管 式换热器应用在电厂首站的换热，从而减少换热面积，减小设备的体积和占地面积， 达到节约投资成本的目的。 【关键词】高温汽-水换热器 电厂首站 换热效率 投资成本 1.前言 一般发电厂都是采用背压式汽轮机组发电，驱动背压式汽轮机组的蒸汽压力在0.4～ 2.0MPa之间，温度在200～350℃之间，当蒸汽驱动汽轮机组发电后，还有大量的蒸汽没有被利用，如果不对这些剩余蒸汽进行回收，直接排入大气中，不仅造成能源浪费，还会污染环境。我国目前有大小电厂数百个，如果对这 些电厂发电产生的剩余蒸汽都进行回收利用，将会产生重大的经济效益和社会效益。目前，大多数电厂是利用这些蒸汽作为热源，通过列管式换热器，将二次水加热后作为采暖供热、空调热水及生活热水的供应。但利用列管式换热器存在很多缺点，主要体现在换热效率低、体积大、占地面积大等方面，使用户 增加投资成本。如果使用高温汽-水换热器，换热效率可提高一倍，体积可减少1/3。 2.高温汽水换热器应用于电厂首站换热的技术背景 1）列管式换热器的优缺点 列管式换热器由于不是用胶条密封，因 此不受温度的限制，耐温最高可达到350℃，最高压力可达2.0MPa。但它同时也存在以下 缺点： ①传热系数低：列管式换热器传热系数 只有800～1500W/m2·℃之间； ②占地面积大：由于列管式换热器传热 系数低，因此换热面积大，占地面积也大。另外，列管式换热器除自身占地外，尚需留有抽 芯检查的空间，占房用地较大，如新疆石河子西热电厂用三台500m2立式管式换热器，直径为DN1500，高度10m左右，下面的封头在一楼，上面的封头在四楼，二、三楼是壳体，三台设备就占满了整个大楼，从一楼到四楼，维修、使用都不方便；再如吉林省吉林市东关电 厂使用二台700m2卧式列管式换热器，安装和维修空间长20多米，二台换热器的安装面 就占去了2000多平方换热站的1/3，可见占地空间之庞大。 2）板式换热器的优缺点 板式换热器有以下优点： ①高效节能：板式换热器传热系数可高 达4000～7000W/m2℃之间，同样阻力下，传热 系数是管壳式换热器的3～5倍； ②结构紧凑：板式换热器单位体积的换 热面积是管壳式换热器2～5倍，不需要留出 管束抽出的维修空间，占地面积仅为管式换 热器的1/5～1/10； ③清洗拆装方便：板式换热器靠夹紧螺栓将两压紧板夹紧，只要松开螺栓即可拆卸； ④适应性强：板式换热器板片为独立单元，可按要求随意增减，流程组合调整方便， 适用范围更广。 板式换热器的缺点：由于板式换热器用胶垫来密封，胶垫耐温不高，耐温最高的胶垫承受温度≤230℃。 高温汽-水换热器介于板式换热器与管 式换热器之间，它由一个列管式换热器和一 个板式换热器连接而成，属二级换热。利用列管式换热器先把蒸汽温度和压力降下来，再通过板式换热器进行充分换热，这样不仅利用了板式换热器的优点，同时避免了列管式换热器的缺点。 3.高温汽水换热器应用于电厂首站换热可行性分析及试点 2006年，我们在查证了大量资料的基础上，通过科学的热工计算，论证了用高温汽-水换热器代替列管式换热器用于电厂首站换热的可行性。同年，我们在酒泉钢铁公司电厂首站换热改造项目上作为试点，用了2台高温汽-水换热器，总换热面积560m2（单台280m2），长5m，宽5m，高4m，取代原来的列管式换热器，将320℃的剩余高温高压蒸汽进行回收作为热源，这样既减少了换热面积和占地空间，又节约了设备投资。 以下是该项目的热工计算书： 项目工况：蒸汽压力0.6～1.3MPa，温度 260～320℃，冷凝水温度80℃，单台换热量为 18×106kcal/h，二次水70℃～130℃。 采用二级换热，过热蒸汽从320℃降至 180℃变成饱和蒸汽，180℃饱和蒸汽通过交换 变成143℃的饱和蒸汽为第一级换热；143℃ 饱和蒸汽变成143℃饱和水，143℃饱和水降 至80℃冷凝水排出为第二级换热。换热器的 总流程见下图。 项目 1.0MPa饱和蒸汽参数 100℃水的参数 密度 ρ5.051kg/m3 958.4 kg/m3 定压比热容Cp 0.647kcal/kg·k 1.0057kcal/kg·k 导热系数λ 2.81kcal/kg·k 0.685W/m·k 运动粘度ν 2.93×10-6m2/s 0.294×10-6m2/s 普朗特数Pγ 1.25 1.75 饱和蒸汽比焓h″ 663.3kcal/kg 饱和蒸汽化潜热γ 482.1kcal/kg 过热蒸汽比焓h 738kcal/kg 4kg饱和蒸汽比焓h 3653.9kcal/kg 一、计算蒸汽量Gh和二次水流量Gc。蒸 4.高温汽水换热器应用于电厂首站换热的效果 高温汽-水换热器代替列管式换热器应用在酒钢电厂首站换热已经有两个采暖期，根据用户反馈和我们的现场验证，达到预期的效果（冷凝水温度为80±5℃，二次出水130±5℃）。 5.结论 通过酒钢电厂首站的试运行，在电厂首站换热上，完全可以用高温汽-水换热器代替列管式换热器，利用电厂发电产生的高温高压蒸汽（温度200～350℃，压力0.4～2.0MPa）作 为热源，将二次水加热后作为采暖供热、空调 热水及生活热水的供应。 |
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