在能源短缺的今天,火电厂的烟气余热回收对国家节能减排工作具有举足轻重的作用。空气预热器是电站锅炉回收尾部烟气余热必不可少的换热设备之一,其金属受热面在运行的过程中普遍存在积灰、腐蚀现象,导致锅炉排烟温度升高,热效率降低,严重时还会影响锅炉的安全运行。三维肋管是一种新型强化换热管件,其特殊的传热机理和专用加工设备使它具有加工材料不受限制、肋排列方式和结构尺寸可调、换热特性更优、自清灰、抗结垢、体积小等优点。将三维肋管应用于电站锅炉空气预热器中,能减少空气预热器金属受热面的积灰、腐蚀现象的发生,在国内一些电厂已有应用。为更好地推广三维肋管在电厂空气预热器中的应用,本文在电厂开展了现场实验,以研究三维肋管空气预热器的积灰与腐蚀特性,并在此实验结果基础之上,利用三维肋管对某电厂原光管式空气预热器进行改造设计。本文拟定了三维肋管空气预热器积灰与腐蚀特性实验的实验方案,同时进行了实验装置的设计。并在某电厂的旁路烟道内开展了现场实验,以三维肋管和光管作对比,比较它们的积灰与腐蚀特性。同时开展烟气SO3含量测定实验,用已知SO3浓度公式计算旁路烟道的烟气酸露点。实验研究发现:在实验条件下,光管的工程酸露点高于60℃,三维肋管的工程酸露点约为40-50℃,电厂的烟气酸露点约为133℃。三维肋管的工程酸露点比实际烟气酸露点至少低80℃,所以当三维肋管空气预热器在低于设计烟气酸露点80℃以内的排烟温度下运行时不会发生积灰与腐蚀。故采用三维肋管作空气预热器换热管时,可以将锅炉尾部排烟温度降至90-100℃,实现烟气余热的深度利用,提高空气预热器的经济性,且不会使其发生积灰、腐蚀现象。本文基于三维肋管在电厂空气预热器上的良好应用,同时以三维肋管空气预热器的积灰与腐蚀特性现场实验的实验结果为参考,对某电厂#1、#2机组空气预热器用三维肋管进行改造设计,以解决原光管式空气预热器存在的腐蚀、泄露严重问题。根据该电厂的实际运行参数,对空气预热器进行换热和流阻计算,确定肋形结构尺寸、肋排列方式以及空气预热器的结构,分析该改造项目的可行性、经济效益、环境效益及风险。该改造项目的实施,解决了原空气预热器的腐蚀、泄漏问题,提高了锅炉效率,极大地减少了温室气体和大气污染物的排放,降低了煤炭资源、水资源的消耗,且无其它污染物产生,对酸雨、温室效应等环境问题起到了改善作用。项目投资回收期不到2年,具有显著的经济、环境效益。