整体型螺旋翅片管束流动换热特性数值研究

靳万龙，范高峰,2，王利民，邓 磊，姜家豪，车得福

（1.西安交通大学能源与动力工程学院，陕西 西安 710049；2.河南焓之悦节能环保科技有限公司，河南 开封 475004）

翅片管束能够减小换热器体积、节省金属消耗、降低流动阻力和减轻磨损[1]，因而在锅炉省煤器上得到了广泛应用。燃煤锅炉省煤器常用翅片管包括高频焊螺旋翅片管、H型翅片管和整体型螺旋翅片管3种。高频焊螺旋翅片管采用高频焊接工艺制造，焊接速度快，生产效率高。但其翅片和基管之间不能完全熔合，接触热阻较大，使得传热效率下降[2]，而且焊缝处的不平整和熔渣堆积使得堵灰问题凸显[3]。为了在强化传热的同时，减轻翅片管积灰磨损的问题，科研人员开发了H型翅片管。H型翅片方向与烟气流向平行，且通常采用顺列布置，不易积灰、受热面磨损小且流动阻力小[3]。但H型翅片管属于焊接型翅片管，依然存在接触热阻，而且由于开缝的影响，翅片与基管接触面积变小，翅片效率下降[4]。此外，H型翅片属于不连续翅片，恶劣运行条件下会发生“掉片”现象，可靠性降低。

整体型螺旋翅片管采用滚轧刀片将厚壁无缝钢管一次轧制成型，相比传统类型翅片管具有显著优势[5]：1）传热效率高。翅片与基管连为一个整体，无接触热阻；翅片截面为梯形，与基管接触面积大。2）不易积灰。整体型螺旋翅片管翅片表面光滑，翅根光滑圆角过渡。3）使用寿命长。轧制过程使金属机械强度和表面硬度大幅提高，承压能力和耐磨性能提升；……