一、三维内外肋片管简介 

　　三维肋片是在金属管内、外壁采用刻切加工的方法加工而成，其肋面是一个曲面与平直面的结合体，称之为“三维”肋化技术，这既是一种新型加工工艺，又是强化换热的技术，尤其是管内的换热强化，其它技术难以企及，该形式的换热管比普通光管换热效果高2.5-6倍。三维肋片管是由肋片组成的非连续的新一代强化传热管，流体三元流动形成对肋片的冲刷优于二元流动，有更强的抗积灰能力和换热能力。三维肋片可以看做管内外都有针刺的针刺管，也可以看做非连续肋片的H型翅片管，但换热能力、抗积灰和磨损能力更强；一体化加工形成，没有接触热阻；能通过调整肋片的数量、高度和布置方式等调整管壁温度，有利于降低低温腐蚀风险；能使换热管管间距适当加大，利于清灰和检修换管；管内、外同时换热强化，使换热器更加高效和紧凑，是一种换热性能优异的高效传热元件。

　　该技术具有对管壁破坏小、可加工的三维肋高度高、肋排列方式和肋结构尺寸调整方便等优点，具有广泛的适用性和传热布置的灵活性。该技术在加工工艺上突破了目前国际上只能加工铜、铝等软金属材料管的加工工艺，把材质扩大到钢、不锈钢、钛等一切有延展性的金属，从而使各行业的换热器均可使用这类肋片高效换热器，荣获中国***和 39 届尤里卡国际发明博览会金奖。

　　三维肋管主要特点如下：

　　1. 换热效率高，结构紧凑，同样空间可以布置更多受热面，以降低排烟温度，实现节能。

　　2. 可以通过调整肋片数量和结构等调整金属壁温，避开酸露点。

　　3. 在保证换热能力的情况下，设计烟气流速可以适当降低，以减轻磨损，延长寿命。

　　4. 有一定自清灰能力。

　　二、一体化空气预热器

　　1、一体化空气预热器简介

　　按照国家对节能减排和超净排放的要求，我公司目前研究出的国际新型的三维内外肋片管换热技术在火电厂的应用中，采用一体化空预器的系统化方案，解决目前普遍存在的回转式空气预热器泄漏、低温腐蚀、结垢、积灰和硫酸氢铵堵塞问题，解决净烟气加热装置（回转式GGH或MGGH）泄漏、可靠性差等问题。

　　一体化空气预热器用于取代常规的“回转式空气预热器+蒸汽暖风器 +MGGH”方案，不但EPC投资比常规“回转式空气预热器+蒸汽暖风器+MGGH”节省1000万元以上，还可实现节煤3~5g/kWh以上，系统更加安全可靠，有良好的经济和社会效益，通过实施锅炉尾部系统综合节能环保解决方案，为企业节能和超净排放提供解决方案。

　　一体化空气预热器中使用的三维内外肋管是一种利用专门数控加工设备、以刻切加工方式而成的高效换热元件，通过改变三维肋片排列方式、节距、高度等结构参数和烟气侧单侧换热强化，将低金属壁温在常规管式空气预热器或回转式空气预热器低金属壁温基础上提高15℃以上，显著降低低温腐蚀和结垢风险；解决热媒水换热器只能原烟气走管外和卧式布置的问题，卧式布置永远存在磨损与积灰的矛盾，换热管立式布置或原烟气走管内（相当于稀相输灰），可大限度减轻积灰。

　　2、一体化空气预热器技术特点

　　1. 实现广义回热，利用烟气直接加热空气，提高一、二次风温，有利于燃烧效率提高。 

　　2. 通过在换热器管箱和烟风道加装隔板的方式将换热器分组，让切断空气的管箱处于高温烟气的干烧状态，使换热管的金属壁温均远高于硫酸氢铵的气化温度，通过硫酸氢铵气化分解的方式解决硫酸氢铵堵塞问题，实现节能，延长预热器使用寿命，降低运行维护成本，消除故障停机的风险。 

　　3. 通过特殊的加工工艺，可以实现换热管烟气侧的单侧换热强化，显著降低烟气侧换热热阻，以提高金属壁温，尽可能使金属避开低温腐蚀区域，降低腐蚀和结垢风险，实现“零漏风”。在排烟温度90~110℃，环境温度较低（-10~ 0℃）的情况下，仍能保证低金属壁温在68℃以上（2.5%及以下含硫率）， 以此解决常规管式空气预热器和回转式空气预热器没有提高低金属壁温的手段，从而导致排烟温度进一步降低导致的金属低温腐蚀和结垢的问题，解决了低温腐蚀就解决了换热器寿命问题；

　　4. 实现协同除尘，提高除尘器除尘效率。

　　5. 洁净热二次风混合加热净烟气，没有换热元件，**安全可靠, 解决烟囱腐蚀和“石膏雨”等问题。

　　6. 降低脱硫工艺水耗，提高除雾器效率，提高S02的溶解度，以提高脱硫装置的除尘效率和脱硫效率。

　　7. 管内外换热同时强化，解决了气气换热装置小型化、布置位置和布置方式问题，节约物料成本及安装成本；

　　8. 节能和超净排放并举，既解决回转式空气预热器普遍存在的问题，又避免超净排放单独实施净烟气加热后可能导致的今后进一步降低排烟温度的难度，系统地解决问题，避免重复投资。

　　3.预期达到的目标、主要技术指标 

　　预期达到的目标 

　　通过一体化空气预热器改造，在不改变锅炉现有钢结构、不改动引送风机和增压风机情况下，拆除回转式空气预热器和回转式GGH，实现节能和净烟气加热，解决空气预热器低温腐蚀、结垢、积灰和硫酸氢铵堵塞问 题，解决回转式GGH泄漏和堵塞问题，提高锅炉尾部系统和设备的安全可靠和经济性。

　　主要技术指标 

　　以公司实施改造的一实际项目为例：

　　1. 解决目前普遍运行参数严重偏离设计值的问题。改造前一、二次热风温度均低于设计值，改造后，一次风温达到340℃，二次风温达到345℃，满足设计值要求，比实际风温高40℃左右；同时改造前烟、风阻力偏大：A侧一次风阻力2530Pa，二次风阻力2200Pa，烟气阻力1737Pa，排烟温度154.84℃； B侧一次风阻力2390Pa，二次风阻力 960Pa，烟气阻力1776Pa，排烟温度159. 81℃，考虑拆除回转式GGH的因素，改造后系统烟气阻力和热风阻力均比改前降低1000Pa以上，确保在不改变增压风机情况下，烟气阻力能够满足超净排放要求。 

　　2. 实现广义回热，利用烟气直接加热空气，回收烟气佘热，将排烟温度从155℃降到118℃，提高一、二次热风温度，降低供电煤耗3g/kWh 以上。 

　　3. 降低运行和维修成本：平均每年可节省回转式空气预热器和回转式GGH  的运行费用（电耗、水冲洗等）、维修费和折旧费（50000 小时更换一次换热元件）300万元左右。 

　　4．以热二次风与净烟气混合方式将净烟气加热到67℃（可调），净烟气抬升能力相当于常MGGH加热到72℃ 

　　5. 提高静电除尘器效率，降低脱硫工艺水耗，提高脱硫装置的除尘和脱硫效率。

　　6．一体化空气预热器的成功应用，将彻底改变传统的工艺路线，使锅炉尾部系统更加简单，显著提高锅炉装置的安全可靠性，既实现深度佘热回收，减少水蒸气的蒸发量，提高静电除尘器和脱硫装置的效率，又解决回转式空气预热器普遍存在的泄漏、腐蚀、结垢和硫酸氢铵堵塞问题，实现净烟气的加热，解决烟囱腐蚀和石膏雨。 

　　应用转化前景预测 

　　一体化空气预热器是对传统“回转式空气预热器+蒸汽暖风器+MGGH或湿烟囱”技术的颠覆，是满足国家《煤电节能减排升级与改造行动计划 （2014~2020）》现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310g/kWh的重要措施，该技术的全面推广应用，可以将排烟温度降到90℃左右，现有机组煤耗可降低3g/kWh以上，节省投资，节约运行维护成本，提高设备安全可靠性，增强集团公司的竞争力，有良好的社会和经济效益。