船动力装置在运行中有时会存在着船用主锅炉供汽量不足的问题, 主要原因是设计误差大,采用的是鳍片管经济器,其单位容积内传热面积较小,鳍片容易积灰,降低传热效果。因此,有必要将其更换成新型经济器,以提高船用锅炉的蒸汽产生量,满足动力装置的需要。
为满足船用锅炉尺寸小、重量轻的要求, 经济器必须采用某种形式的扩展受热面,以对烟气侧传热进行强化,降低烟气侧热阻。扩展受热面有直肋、环肋和销钉形肋三种基本形式。有的船用锅炉经济器受热面采用圆形螺旋翅片高频焊接到钢管上, 单位容积受热面积增加, 但是高频焊缝处热阻大, 螺旋片易积灰, 通风阻力大。钢质焊接方形翅片管是扩展受热面换热元件的一种(见图1), 国外早已广泛地应用在燃气、燃油和燃煤等锅炉经济器受热面上。仅以英国Green公司为例,自1961年到1984年供应燃煤电站的钢质焊接方形翅片管的经济器共87台。我国福州和大连等地电厂引进的电站锅炉经济器就是钢质焊接方形翅片结构,运行数年效果良好。
图1 鳍片管与方形翅片管
1987年这种方形翅片管曾用于几台船用余热锅炉上。1993年以后,我国南方的一批柴油机电站的余热回收装置上也采用钢质焊接方形翅片管。钢质焊接方形翅片管的主要优点是受热面扩展率大,烟气流动阻力小,易于清洗。
由于翅片管管束的流动与传热特性受管子几何尺寸与排列方式、翅片形式及制造方法等因素的影响, 特别是船用锅炉经济器中烟气流速通常大于35 m/s ,远远高于现有计算准则的线算图中风速的查取范围。因此,在国外有关该型翅片管的流动传热特性和试验数据难于获取的情况下,为了将这种翅片管束用于实际工程设计,必须对其流动传热特性进行试验研究。
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