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氟塑料低温省煤器在燃煤电站的应用

作者:  来源:   更新时间:2016-03-08  阅读数:239
氟塑料低温省煤器在燃煤电站的应用


燃煤电站排烟热损失约占锅炉热损失的60%~70%,设置低温省煤器可有效利用烟气余热,降低排烟温度,减少湿法脱硫耗水量,提高全厂热效率。但是,若将排烟温度降得过低,则会导致低温省煤器受热面的腐蚀,影响电站的安全稳定运行。目前国内低温省煤器制造材料大多选用抗酸露点腐蚀钢ND 钢(09CrCuSb),虽可以有效减缓低温腐蚀,但不能根本解决低温腐蚀问题。
     氟塑料低温省煤器是以小直径氟塑料软管作为换热管束的换热器。常用的氟塑料有聚四氟乙烯(PTFE,F4) ,聚四氟代乙丙烯(PEP,F46) 和可熔性聚四氟乙烯(PFA)。
     1.1 氟塑料的物理化学特性
     聚四氟乙烯的分子结构特点决定了其良好的耐热性和耐寒性,其长期使用温度范围较宽,可达-192 ℃~250 ℃,在250 ℃高温条件下经240 h 老化后,其力学性能基本不变。聚四氟乙烯属化学惰性材料,除高温下的元素F、熔融态碱金属、ClF3、UF6、全氟煤油外,几乎可以在所有的介质中工作。此外,聚四氟乙烯是已知固体材料中表面自由能最低的材料之一,几乎所有材料不能粘附在其表面,因此氟塑料用作换热器时管壁表面基本不结垢。同时,由于其表面分子对其它分子吸引力小,因而摩擦系数非常小(静、动摩擦系数与钢的比值均为0.04),对流体产生的流动摩擦阻力也较小。
     1.2 换热性能
     氟塑料的导热系数比金属小几十倍,氟塑料换热器所需的换热面积大约是金属换热器的3 倍,导热热阻大是氟塑料的主要缺陷。氟塑料低温省煤器在设计上采用薄壁小直径管,在制作工艺上采用了大量小直径管密集排列技术,克服了氟塑料导热系数低的缺点,使得氟塑料换热器在高腐蚀环境下取代金属换热器成为现实[2]。同时由于其不粘附的特点,管壁内外均不易结垢,而金属换热器容易结垢,在运行一段时间后,二者传热系数差值缩小,从长期来看,氟塑料换热器具有较强的竞争力。
    1.3 结构型式
     氟塑料低温省煤器的主要部分由许多小直径薄壁的氟塑料传热软管组成的管束。常用的管子规格有多种,壁厚约为1 mm。每个管束包含有上千根管子,管子采用悬吊结构,中间设多个隔板隔开。根据换热面积不同,可以设置1 个或多个管束。管束支撑构件采用不锈钢喷涂聚四氟乙烯防腐,紧固件采用不锈钢防腐螺栓,换热器壳体内壁采用氟塑料板内衬防腐。
   1.4 系统配置
     壁厚小于1 mm 的小直径氟塑料软管可在≤1.0MPa 的压力下长期安全工作。氟塑料低温省煤器用于燃煤电站加热凝结水时,由于凝结水压力大于氟塑料软管的安全工作压力,故系统设置上需要考虑间接换热形式,即烟气在低温省煤器内和闭式循环水进行热交换,吸收烟气余热的闭式循环水在水-水换热器内和凝结水进行二次热交换,将热量再传给凝结水,进入主凝结水系统。



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