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抗露點(diǎn)腐蝕空氣預(yù)熱器

1、 概述---------------------------------------------------------------3
2、 空預(yù)器的發(fā)展---------------------------------------------------3
3、 抗露點(diǎn)腐蝕空氣預(yù)熱器---------------------------7
4、 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)-------------------7
5、 性能試驗(yàn)----------------------8
6、 附圖--------------------------------9
7、其它設(shè)備------------------------------------10
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一、概述
空氣預(yù)熱器是煉油廠加熱爐節(jié)能降耗的重要設(shè)備，通過(guò)對(duì)爐內(nèi)高溫?zé)煔馀c燃燒所用空氣進(jìn)行熱交換，達(dá)到降低排煙溫度，提高空氣溫度的目的，進(jìn)而提高熱效率，降低燃料消耗，減少有害氣體(如二氧化硫、氮氧化物等)的排放。但過(guò)低的排煙溫度會(huì)引起設(shè)備露點(diǎn)腐蝕，降低空預(yù)器使用壽命。為此，以避開(kāi)煙氣露點(diǎn)腐蝕，提升熱效率為動(dòng)力，推動(dòng)了各種類(lèi)型空氣預(yù)熱器功能的不斷提升和完善，使得各種類(lèi)型的空預(yù)器在煉油化工行業(yè)輪番應(yīng)用，帶動(dòng)了空預(yù)器行業(yè)的發(fā)展。
抗露點(diǎn)腐蝕空氣預(yù)熱器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煙氣從側(cè)面進(jìn)出，根據(jù)加熱爐的承載情況布置于加熱爐頂部或底部，其核心技術(shù)就是抗露點(diǎn)腐蝕管--錫基合金復(fù)合材料，該材料具有鋼材的強(qiáng)度和錫的抗腐蝕性，使用溫度在280°C以下，通過(guò)傳熱管外部翅片內(nèi)部擾流子進(jìn)行強(qiáng)化傳熱，效果理想。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，熱傳導(dǎo)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。由于解決了露點(diǎn)腐蝕的難題，能將排煙溫度降低到100°C以下，顛覆了傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)理念，能根據(jù)環(huán)保和節(jié)能、工藝的要求，盡量低的設(shè)定排煙溫度，提高加熱爐熱效率，減少碳排放。
二、 空氣預(yù)熱器的發(fā)展
圍繞著降低露點(diǎn)腐蝕，提高熱效率，各種空預(yù)器紛紛進(jìn)行了改進(jìn)，甚至跨類(lèi)別進(jìn)行復(fù)合，以適應(yīng)煉油行業(yè)的發(fā)展。
1、管式空預(yù)器：近40 年來(lái), 國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼管換熱器進(jìn)行了大量的強(qiáng)化傳熱研究, 取得了豐碩的成果。目前已有的強(qiáng)化傳熱管技術(shù)不下百余種，通過(guò)強(qiáng)化傳熱能提高換熱效率達(dá)50%以上，但抗露點(diǎn)腐蝕能力差，冷風(fēng)端管壁金屬溫度低，存在典型的三角形區(qū)域腐蝕，由此演變出玻璃管或搪瓷管空氣預(yù)熱器，它是鋼管空預(yù)器的升級(jí)產(chǎn)品，搪瓷管空氣預(yù)熱器在低溫段鋼管外表面燒鍍搪瓷來(lái)防止低溫露點(diǎn)的腐蝕,即在普通碳鋼管外涂一層耐酸搪瓷。與碳鋼管相比,傳熱系數(shù)相對(duì)降低率小于5%，搪瓷表面光滑,不易結(jié)垢和積灰,又耐磨損、抗腐蝕。但缺點(diǎn)也是明顯的，一次投資過(guò)大，且制造工藝有待規(guī)范，搪瓷管如果存在針眼、掉瓷等缺陷，腐蝕依然不可避免。如果克服搪瓷管的制造、運(yùn)輸、安裝方面存在的問(wèn)題，應(yīng)該有較強(qiáng)的發(fā)展空間。
2、熱管空預(yù)器：熱管空預(yù)器是六十年代出現(xiàn)的一種空氣預(yù)熱器，熱管一般由管殼和內(nèi)部工作液體(工質(zhì))組成。石化行業(yè)中常用的熱管為常溫?zé)峁埽瑩Q熱效果強(qiáng)，但工作溫度一般為0-250℃，在高于300℃的煙氣中應(yīng)用效果較差，易出現(xiàn)爆管和產(chǎn)生不凝氣。近幾年，高溫?zé)峁芤呀?jīng)開(kāi)始使用，另外根據(jù)熱管和管式空預(yù)器的綜合特性開(kāi)發(fā)出復(fù)合式熱管空氣預(yù)熱器，其工作原理是在高溫部位用管式空預(yù)器進(jìn)行熱交換，在低溫部位用熱管進(jìn)行熱交換，有效避開(kāi)煙氣的露點(diǎn)腐蝕，已經(jīng)得到應(yīng)用，能在露點(diǎn)的臨界點(diǎn)工作，將來(lái)的發(fā)展方向應(yīng)該在傳質(zhì)上繼續(xù)努力，解決好熱管的不凝氣的集聚，熱管容易失效的問(wèn)題。
3、水熱媒空氣預(yù)熱器：利用除氧水或除鹽水作熱媒,建立一個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng)。為了防止煙氣換熱器發(fā)生 低溫露點(diǎn)腐蝕 ,在水熱媒空氣預(yù)熱器進(jìn)口和循環(huán)水泵入口之間設(shè)置旁路調(diào)節(jié)閥，控制空氣預(yù)熱器的換熱量，保證進(jìn)煙氣換熱器熱媒水的溫度高于露點(diǎn)溫度，即煙氣換熱器的最低壁溫高于露點(diǎn) (一般設(shè)計(jì)值)為130～150℃。水熱媒空氣預(yù)熱器需要與裝置外(或內(nèi))的水系統(tǒng)相連，因此流程長(zhǎng)，在加熱爐區(qū)要增加熱水泵，旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，安全閥等設(shè)備，增加了操作的復(fù)雜性。由于工質(zhì)水的沸點(diǎn)只有100℃，加熱后的空氣溫度不高，能量等級(jí)（火用值）低，今后的發(fā)展方向是從熱媒介質(zhì)上繼續(xù)改進(jìn)，目前發(fā)現(xiàn)有將水熱媒空預(yù)器和管式空預(yù)器進(jìn)行組合的實(shí)例，和熱管空預(yù)器類(lèi)似。
4、板式空氣預(yù)熱器：板式空氣預(yù)熱器采用單程強(qiáng)制換熱，換熱面積大，熱效率高。目前針對(duì)大型換熱器采用模塊設(shè)計(jì)、分模塊制造，便于運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)組裝并可以單獨(dú)更換模塊。根據(jù)流體特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)十字流，錯(cuò)流、逆流、以及錯(cuò)流和逆流混合組合布置，以及單流程與多流程組合布置。根據(jù)煙氣溫度以及選用材料特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)高溫預(yù)熱與低溫預(yù)熱多級(jí)組合布置。設(shè)備采用全焊式結(jié)構(gòu)，密封性能好，很好的避免了介質(zhì)的泄漏，板片焊接采用自動(dòng)輪焊技術(shù)，并及時(shí)對(duì)焊接中跟蹤定位、壓緊以及檢驗(yàn)，保證了板片的焊接質(zhì)量?，F(xiàn)狀是易積灰，不易清洗，只能適合在潔凈的燃燒環(huán)境下工作，另外壓降大，靠鑄造鋼板厚度來(lái)延緩露點(diǎn)腐蝕。國(guó)外在使用該類(lèi)空預(yù)器時(shí)，通常前置玻璃管以避免露點(diǎn)腐蝕。
5、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器：預(yù)熱器轉(zhuǎn)子部件由數(shù)萬(wàn)計(jì)的傳熱元件組成，當(dāng)空預(yù)器緩慢旋轉(zhuǎn)，煙氣和空氣逆向交替流經(jīng)空氣預(yù)熱器。蓄熱元件在煙氣側(cè)吸熱，在空氣側(cè)放熱，從而達(dá)到降低排煙溫度，提高熱風(fēng)溫度的預(yù)熱作用。優(yōu)點(diǎn)是換熱系數(shù)強(qiáng)，缺點(diǎn)是漏風(fēng)不可避免，安裝制造較為復(fù)雜，與之配套的有潤(rùn)滑油系統(tǒng)，密封系統(tǒng)，漏風(fēng)控制系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。針對(duì)電力鍋爐技術(shù)的發(fā)展，由原來(lái)的二分倉(cāng)發(fā)展成三分倉(cāng)、四分倉(cāng)。作為電廠大型機(jī)組配套的主流產(chǎn)品,目前仍是電力行業(yè)大容量機(jī)組采用的主要形式。短期內(nèi)看不到重回?zé)捰托袠I(yè)的跡象。
6、空預(yù)器性能比較
傳熱性能投資費(fèi)用抗腐蝕性能維護(hù)性能運(yùn)行周期
管式空預(yù)器一般中等一般良好短
熱管式空預(yù)器良好低較好良好短
水熱媒空預(yù)器一般中等較好一般長(zhǎng)
板式空預(yù)器良好中等一般一般短
回轉(zhuǎn)式空預(yù)器良好高一般復(fù)雜長(zhǎng)

從上表中可以看出，各種空預(yù)器均有自己獨(dú)特的一面，沒(méi)有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)此現(xiàn)象，本公司開(kāi)發(fā)出抗露點(diǎn)腐蝕空氣預(yù)熱器，能將排煙溫度控制在露點(diǎn)溫度以下，免維護(hù)，長(zhǎng)周期高效運(yùn)行，國(guó)內(nèi)剛進(jìn)入起步階段，已經(jīng)申請(qǐng)了發(fā)明專利。