折流杆换热器在发电厂的应用

　　折流杆换热器在发电厂的应用阎明王春虎21.广东红海湾发电有限公司，广东汕尾516600；2.黑龙江省电力有限公司，黑龙江哈尔滨换热器的换热原理结构和优点，认为改造后的折流杆换热器具有壳侧流动阻力小传热系数高无振动不断管安全性好等优点，是种新型效的换热设备。

　　换热器是实现热交换过程的设备，它应用于电力化工炼油制冷冶金建材环保航空航天食品轻工医药等部门，是量大用广的通用设备。换热器种类繁多，结构各异。下面以华能汕头电厂2号机闭式冷却器改造为例，介绍种新型的换热器折流杆式换热器。

　　1折流板式换热器的缺点华能汕头发电厂2号机闭式冷却器以下简称闭冷器是俄罗斯产品，单台机配置2台100容量计要求，正常运行时，台闭冷器工作，另台备用。

　　这种折流板管壳式闭冷器采用330铜管作换热管，管程走海水，壳程走工业水。为增强壳侧换热，壳侧设置若干折流板，使工业水在壳程反复换向垂直冲刷换热管束，通过增大流体的流速和湍动，来提壳程增强换热。这种装有折流板的管壳式换热器，由于壳程流体横掠管束，并通过折流板不断改变流向，导致了其以下几个致命缺点。

　　在壳侧存在定空间的流动死区，使换热器有效传热面积比实际面积减少25，30；壳程流体横向冲刷管束会使换热管产生正面冲击和管后涡流脱落振动，引起换热管破裂和管头泄漏，导致换热器的寿命大大缩短；壳程流体通过折流板产生折流，使其流动阻力增大，如果增大折流板跨距，其流动阻力会减小，但防振性能又差，振动与阻力相互矛盾；流体中的污垢容易沉积在流动死区的换热管面，从而影响换热管的传热及寿命；振动引起应力脉动，会使管材中的微观缺陷扩展，直至产生裂纹；换热管采用铜管材质，耐海水腐蚀性差，极易被腐蚀。

　　在电厂实际运行过程中，由于上述几点缺陷的综合影响，传统的闭冷器普遍使用寿命较短，而且由于振动经常断管，大小修期间的查漏堵管耗时耗力，堵管后换热效果变差，达不到换热要求。为解决传统折流板式闭冷器换热管上述问，华能汕头发电厂采用茂港电力设备厂的折流杆换热器技术对闭冷器系统进行了改造。

　　2折流杆式换热器结构工作原理及优点美国，1如3公司20世纪70年代首先研究开发段。它是种高效节能和耐用的新型换热设备，它具有传热性能好防振性能强不易结垢壳程流动阻力小占地少等优点。其可根据冷却水源的不同而采用不同的管材。在沿海城市，因冷却水为海水，其换热管采用耐腐蚀性强的钛管，管板和壳体内腔吉林电力面镀钛；在内地，冷却水却是无腐蚀性的淡水。其换热管采用铜质或钢质，管板和壳体内腔面无须镀钛3 2.1换热器结构折流杆管壳式换热器主要由管板换热管壳体折流圈水室导流筒等组成。其特点是将壳程常用的弓形折流板改为由圆形方形长方形和螺旋形等杆系组成的折流环代替，这些杆系叫折流杆，用以夹持换热管，折流环上的折流杆沿着流体流动方向依次按水平和垂直安置，用以固定换热管，组成折流杆换热器管束。

　　2.2换热器工作原理折流杆换热器的工作原理是当工业水通过导流筒进人闭冷器壳体后，将顺着管束流动，遇到折流杆就产生扰流，在下个折流杆再次产生扰流，如此多次扰动减薄了层流边界层，从而使工业水顺着换热管以紊流状态流动，增强了换热管内外流体之间死区，基本消除了诱导振动，而且流动阻力大为减小，污垢也因绕流的自洁作用而不易沉积。

　　2.3换热器优点与折流板管壳式换热器相比，折流杆换热器的突出优点为消除了壳侧流动死区，充分利用换热面积，增强了传热，总传热效率在无相变时可提高30；流体诱导振动大大减小，提高了换热管的使用寿命；壳侧流动阻力小，通常壳程总压降可降低50，80，大大节约能耗；减小了污垢沉积和腐蚀，有利于传热，延长清洗周期。

　　3试验结果技术评价为了准确评估加热器改造后的性能指标，广东省电力试验研究所进行改造后的加热器性能验收试验。通过长时间测试，对改造后的换热器性能作出如下评价结果。

　　壳侧压降为，比改造前压降有所降低，闭冷水壳侧水阻减小；450，左右，超过设计值37，3几约75，1外。这主要是由于进口管道尺寸未改变，闭冷水壳侧水阻减小，循环水流经闭冷水支路流量增加所致，同时增大了管侧的换热系数；超过设汁值26003几约140，3，这也是由于闭闭冷器出口端差均值为1.9 0，小于设计要求值2.50，满足改造厂家要求。华能汕头发电厂1号机闭冷器为改造前的板式换热器，2台投运工况下冬天闭冷器出口端差为13，笥遥，奶煳，5，由此可，新型折流杆式闭冷器较传统的板式换热器换热性能明显增强；c.从现场布置看，新型折流杆式闭冷器管路布置简单明了，板式换热器由于单个体积和压降等方面的原因，不能太大，管路布置很复杂；同时，板式换热器的循环水侧由于流速相对较小，容易在换热板壁上附着杂质污垢，增大换热热阻，降低换热性能；虽然钛管的传热性能没有铜管好，但是试验所测的换热系数在2900，3230界1.，范围之间，大于设计的换热系数，主要是因为流量增大造成的；由于换热器管材为耐海水腐蚀的佳材料钛管，同时因为钛管面光滑，水流速度又大，因此管壁两侧不易结垢，运行10个月后，污垢热阻仍较小；H.折流杆壳程流体流态为纵向绕流，对管子没有横向冲刷，消除了横向振源。折流环之间的距离布置较小，用折流杆支承管子，增加了管子的支承点和牢固性。壳程进出口处设置导流筒，流体环绕筒体圆周进人冷却器管束时流速很低，避免了流体高速喷射直接冲击管子的情况，从而使管子不再产生诱导振动。

　　4改造经济性分析华能汕头发电厂对闭冷器系统进行改造，1台折流杆式换热器的换热性能完全达到了改造前2台折流板式换热器的效果，降低了循环水量，节约了能源。根据试验改造前2台折流板式换热器各需要3700的循环水量，改造后折流杆式换热器1台为4 50，1外，节约循环水量295，相当于循环水泵节约用电325 1界，全年可节省厂用电250万1界1节约费用50万元。

　　责任编辑马晓琴