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余热锅炉2009.3
翅片管在锅炉设计中的应用
鞍山锅炉厂有限公司于润福
摘要本文通过烟气与翅片管受热面的传热计算,找出翅片管参数(如管径、
翅片高、翅片节距等)与受热面的体积、重量、烟气阻力、材料成本间关系,以便为优化
结枘设计提供帮助
关键词翅片管体积重量凰力成本
热面为蒸发受热面,工质温度为197℃;②烟
前言
气横向冲刷管子顺列布置;③采用光管或环
在锅炉设计中,锅炉结构除需满足强度形翅片管,翅片管翅片厚均1.2m,光管和翅
和热力方面的性能外,还希望锅炉结构紧凑、片管壁厚均3mn;④管子横、纵向相对节距
金属耗量低、烟风阻力小。对于翅片管受热(s/d)均为3;⑤烟气流通截面积均1.75n2
面,翅片管规格和翅片参数对受热面结构影⑥各组受热面具有相同传热能力,传热量均
响较大,本文将通过传热计算,求得管子规格为1.7MW;⑦与管子垂直方向烟道截面宽约
与受热面结构、性能等方面的关系。
为1450m,烟道截面长根据烟气流通截面确
用于换热计算的烟气参数
定;8③各组受热面烟气流速均7.6m/s;⑨受
烟气量:
20000Nm3/h
热面出口烟温约300℃
烟气温度:500℃
烟气成分:N269.6%
1管子规格与受热面体积关系
1.4%
1)管径与受热面体积关系
CO215.7%
用翅片高18mm,翅片节距14m,管径分
H2013.3%
别为25、532、重42、重51翅片管布置四组受
每改变翅片管参数,受热面结构性能就热面,用上述烟气与各组受热面进行换热,使
会有相应的变化,为便于相互比较,用于传热其传热量均为1.7MW时,计算受热面体积见
计算的各组受热面均有如下相同特征:①受表1
表1管径与受热面体积关系
组受热面
Ⅱ组受热面
组受热面
V组受热面
管径/m
32
42
受热面体积/m
4.4
7.0
10,1
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余热锅妙炉2009.3
由表1,在一定条件下,受热面体积随管为10m、12m、14m、20m的管子布置四
径的增大而增大。
组受热面,使其与上述烟气进行换热且换热
(2)翅片高与受热面体积关系
量均为1.7MW,计算得各组受热面体积见表
用节距14m,管径42m,翅片高分别2。
表2翅片高与受热面体积关系
组受热面
Ⅱ组受热面
Ⅱ组受热面
V组受热面
翅片高/m
10
14
受热面体积/m3
10.2
9.3
8.3
6.7
由表2,在一定条件下,受热面体积随翅分别为18m、14m、5mm的51m翅片管
片高的增大而减小。
布置四组受热面。同样使各组受热面与上述
3)翅片节距与受热面体积关系
烟气进行1.7MW的传热,计算得各组受热面
用画51光管和翅片高18mm,翅片节距体积见表3。
表3翅片节距与受热面体积关系
Ⅰ组受热面
Ⅱ组受热面
Ⅲ组受热面
V组受热面
妞片节距/m
14
受热面体积/m3
25.0
10.8
10.1
5.5
由表3,在一定条件下,受热面体积随翅随翅片管管径增大而增大。Φ51翅片管受热
片节距的增大而增大。第1组为光管受热面金属重量是25管的1.5倍。
面,体积25m3,与第Ⅳ组翅片管受热面相(2)翅片高与受热面金属重量关系
比,前者体积是后者的4.5倍。
用节距5mm,管径42m,翅片高分别
从表1至表3看出,布置翅片管受热面为10m、12m、14mm、20m的管子布置四
时,若想使受热面结构紧凑,需尽可能选择小组受热面,使其与上述烟气具有1.7MW传热
管径、高翅片、小翅片节距的管子。
量时,计算得各组受热面金属重量见表5。
2翅片管规格与受热面金属重量关系
由表5,在一定条件下,受热面金属重量
随翅片高的增大而减小。
(1)管径与受热面金属重量关系
(3)翅片节距与受热面金属重量关系
用翅片高18m,翅片节距5mm,管径分
用翅片高18m,翅片节距分别为18m、
别为525、532、42、画51的翅片管布置四组14mm、9m、5mm的42mm翅片管布置四组
受热面,用上述烟气与各组受热面进行换热,受热面。同样使各组受热面与上述烟气进行
使其传热量均为1.7MW时,各组受热面金属1.7MW的传热,计算得各组受热面金属重量
重量见表4。
见表
由表4,在一定条件下,受热面金属重量
余热锅炉2009.3
表4管径与受热面金属重量关系
1组受热面Ⅱ组受热面皿组受热面v组受热面
管径
25
32
42
51
传热系数keal/(m2·h·℃)
24.2
22.1
19.9
18,4
受热面金属重量/t
2.0
2.2
2.6
表5翅片高与受热面金属量量关系
Ⅰ组受热面
Ⅱ组受热面
ⅢI组受热面
TⅣ组受热面
翅片高/mm
0
12
14
20
传热系数keal/(mn2kh℃)
23.1
22.2
19.1
受热面金属重量/t
2.9
2,8
2.7
2.7
表6翅片节距与受热面金属重量关系
I组受热面
Ⅱ组受热面Ⅲ组受热面V组受热面
翅片节距
18
传热系数kel/(n2~h℃)
27.9
24.1
19.9
受热面金属重量/
5
2.5
2.6
由表6,在一定条件下,受热面金属重量别为25、32、42、51的翅片管布置四组
随翅片节距的增大而减小。
受热面,用上述烟气与各组受热面进行换热,
从表4至表6看出,为降低金属重量,在传热量均为1.7MW时,各组受热面烟气阻力
考虑其它结构等因素的前提下,尽可能选择见表7。
小管径、高翅片、大翅片节距管子。用42m
由表7,在一定条件下,受热面烟气阻力
光管布置受热面,使其具有与其他组受热面相随翅片管管径增大而增大。51翅片管受热
同传热能力时,受热面金属重量为3.38t,它是面烟气阻力是25翅片管烟气阻力的1.6倍。
表6中第1组受热面金属重量的1.4倍。
2)翅片高与受热面烟气阻力关系
3翅片管规格与受热面烟气阻力关系
用节距5mm,管径42m,翅片高分别
为10m、12mm、14m、20m的管子布置四
()管径与受热面烟气阻力关系
组受热面,使其与上述烟气进行1.7MW换热
用翅片高18m,翅片节距5mm,管径分能力时,计算得各组受热面烟气阻力见表8。
表7管径与受热面烟气阻力关系
1组受热面
Ⅱ组受热面Ⅲ组受热面
V组受热面
管径/m
④25