2。2  冷凝式锅炉冷凝式换热器的选型

省煤器最初是用在燃煤锅炉上的，它的主要作用是用来预热锅炉的给水，这样就

可以减少单位时间内煤的燃烧，所以才叫省煤器。现在把和它起到类似作用的装置在 锅炉末端的受压元件都称作省煤器。省煤器的类型有很多，按构成省煤器的材质不同 可以分为钢管式省煤器和铸铁式省煤器[13]；非沸腾式省煤器和沸腾式省煤器主要是由 于锅炉参数的不同造成的[14]。

在冷凝式锅炉中，省煤器除了承担常规锅炉的受压元件外，可以作为一种热交换 器，用来增加锅炉的对流传热总面积，吸收烟气中的热量，加热冷的回水或锅炉的补 给水，由此提高锅炉热效率，减少单位时间内燃料的消耗量，节约能源。在冷凝式锅 炉中，省煤器受热面温度通常要低于烟气的露点温度才能实现冷凝。常规锅炉的烟气 中含有腐蚀性成分，会随着烟气冷凝下来，对省煤器管壁产生腐蚀，而本锅炉燃用比 较洁净的燃料，含很少量的化学腐蚀性物质，因此容易获得比较低的排烟温度。

本课题采用螺旋鳍片管省煤器，材质是 20 号钢。管束中心线与锅炉前后墙平行， 这样可以使飞灰流经水平烟道与尾部烟道转角处由于离心力而磨损的管子数量尽可 能减少。但是沿烟道深度方向上并列的管子数比较少，会造成管内工质流速过大，阻 力损失较高，所以采用双管圈 n=2。考虑到低温腐蚀的问题，使烟气与水顺流布置。 鳍片管的换热面积由两部分组成，鳍片管光管和鳍片扩展表面[15]。在外形尺寸相同的 前提下，鳍片管的换热面积要比光管大得多，满足相同传热量的结构更为紧凑。同时， 当烟气流经鳍片管时，会产生气流扰动，使鳍片上的热边界层和流动边界层变薄，破 坏层流底层，提高了传热系数，强化了传热，这样就可以大大缓解增大烟气流速带来 的阻力损失及磨损等问题[16]。另外，管束采用错列布置，容易形成扰流，增强传热效 果。通过仔细地比较与分析，将采用的螺旋鳍片管省煤器具体的结构尺寸参数以表格 形式如下表示：

表 2-1 鳍片管结构几何尺寸计算

序号 项目 符号 单位 计算公式 结果

1 管子外径 dw mm 给定 38

2 管子壁厚 δ mm 给定 3。5

3 横向节距 S1 mm 给定 85

4 纵向节距 S2 mm 给定 75

5 横向排数 Z1 给定 45

6 纵向排数 Z2 给定 16

7 鳍片材料 CL