劉海樓

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常減壓加熱爐板式空氣預(yù)熱器

劉海樓

?？苹ぜ瘓F(tuán)有限責(zé)任公司，山東 東營(yíng) 257000

在分析中國(guó)石油蘭州分公司的常減壓裝置之后發(fā)現(xiàn)，該裝置加熱爐存在排煙溫度高和效率低的問(wèn)題，為了改善這一問(wèn)題，提高裝置的生產(chǎn)效率，本研究提出對(duì)該裝置的空氣預(yù)熱器進(jìn)行改造，具體的論述了板式空氣預(yù)熱器的優(yōu)點(diǎn)和使用注意事項(xiàng)。

板式空氣預(yù)熱器；加熱爐；改造

一、引言

在常減壓裝置運(yùn)作中，加熱爐的作用十分重要，主要負(fù)責(zé)能量轉(zhuǎn)換工作，因此加熱爐的效率高低直接決定了常減壓裝置的能耗。中石油蘭州分公司的常減壓裝置排煙存在問(wèn)題，具體的包括排煙溫度高，排煙熱效率低等，因此需要對(duì)該裝置進(jìn)行改造，本研究具體探討該裝置中空氣預(yù)熱器的改造。

二、常減壓加熱爐運(yùn)行現(xiàn)狀

(一)常壓爐

在分析的常減壓裝置中，常壓爐具有雙輻射的功能，其熱負(fù)荷為42.3kJ/h，在這一熱負(fù)荷下所能達(dá)到的熱效率為91%。而常減壓裝置中排煙室設(shè)置的溫度為350℃。然后在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，排煙室的溫度要高于這一數(shù)值，一般為392℃，即使在空氣預(yù)熱器的處理下溫度會(huì)有所降低，但最終溫度也高達(dá)210℃，過(guò)高的溫度導(dǎo)致裝置的熱效率大大降低，只有87.5%。

(二)減壓爐

與常壓爐不同，減壓爐只能發(fā)揮單輻射作用，設(shè)定的熱負(fù)荷為17.5kJ/h，在這一負(fù)荷下所能實(shí)現(xiàn)的熱效率為92%。而常減壓裝置中排煙室設(shè)置的溫度為350℃。然后在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，排煙室的溫度要高于這一數(shù)值，一般為368℃。由此可見(jiàn)，常減壓裝置加熱爐的排煙溫度過(guò)高，熱效率也達(dá)不到預(yù)設(shè)值。因此需要對(duì)加熱爐進(jìn)行改造，具體的通過(guò)改造空氣預(yù)熱器來(lái)降低裝置的排煙溫度和提高熱效率。

(三)熱管式空氣預(yù)熱器的不足

中石油蘭州分公司所采用的常減壓裝置中，安裝的是熱管式空氣預(yù)熱器，這種空氣預(yù)熱器在市話行業(yè)排煙過(guò)程中十分受歡迎，且其空氣預(yù)熱技術(shù)也得到了不斷提高，然而這種結(jié)構(gòu)的空氣預(yù)熱器存在固有的缺陷，在一些使用燃料油和含硫較大的燃料加熱爐處理過(guò)程中，這種空氣預(yù)熱器往往不能起到良好的降溫作用，具體的不足表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

首先，熱管式空氣預(yù)熱器對(duì)溫度控制要求較高，由于這種空氣預(yù)熱器采用的是鋼水熱管，因此一旦裝置排煙溫度超過(guò)300℃，這一預(yù)熱器就會(huì)失效，這主要是因?yàn)楦邷丶哟罅藷峁艿膲毫?，一些難以凝聚的氣體則會(huì)造成爆管的后果。

其次，熱管空氣預(yù)熱器在使用過(guò)程中，要對(duì)熱管進(jìn)行加工處理，具體的包括清洗熱管、烘干熱管等，不同的加工處理都會(huì)降低熱管的真空度。通過(guò)分析實(shí)踐數(shù)據(jù)可知，每根熱管的使用壽命只有3年。

再次，熱管式空氣預(yù)熱器還容易積灰結(jié)垢。在常減壓裝置中，空氣預(yù)熱管一般式傾斜放置，同時(shí)在熱管上還纏繞了2-3mm的翅片，因此很容易落灰。另外，在空氣月熱氣的處理后排煙溫度會(huì)降低，而此時(shí)產(chǎn)生的濕煙灰更加的難以清理，這就逐漸降低了熱管的傳熱系數(shù)，使得熱管的余熱回收受到影響。

三、板式空氣預(yù)熱器的優(yōu)點(diǎn)及使用

(一)板式空氣預(yù)熱器的優(yōu)點(diǎn)

經(jīng)過(guò)改造后，在常減壓裝置中安裝板式空氣預(yù)熱器，這種空氣預(yù)熱器具有如下優(yōu)點(diǎn)：

首先，具有較高的傳熱性能。在板式空氣預(yù)熱器的研究中，西安交大通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了這種空氣預(yù)熱器的傳熱性能和阻力。試驗(yàn)結(jié)果表明，板式空氣預(yù)熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱性能好、阻力小等優(yōu)點(diǎn)，因此是空氣預(yù)熱器的必然選擇。與管束式空氣預(yù)熱器相比，板式空氣預(yù)熱器的傳熱系數(shù)要高一倍多。在同樣的熱負(fù)荷條件下，能夠減少換熱面積。

其次，板式空氣預(yù)熱器換熱面緊湊度高。比較管束式空氣預(yù)熱器和板式空氣預(yù)熱器，具體選擇體積為1m3的空氣預(yù)熱器為試驗(yàn)對(duì)象：

其中管束式空氣預(yù)熱器的試驗(yàn)結(jié)果為：總體換熱面積為22m2。

板式空氣預(yù)熱器的試驗(yàn)結(jié)果為：總體換熱面積為48.3m2。

分析上述試驗(yàn)結(jié)果可知，在同樣體積的換熱器下，板式空氣預(yù)熱器的換熱面積要大很多，是管束式空氣預(yù)熱器的2倍多。假設(shè)換熱面積相同，那么板式空氣預(yù)熱器的體積則要小很多，因此板式空氣預(yù)熱器的換熱面更加緊湊。

再次，板式空氣預(yù)熱器使用更加靈活。每個(gè)板式空氣預(yù)熱器的換熱面積大約在50-80m2之間，假設(shè)需要更大的換熱面積則可以直接組合多個(gè)板式空氣預(yù)熱器。

最后，板式空氣預(yù)熱器的壓降小。通過(guò)試驗(yàn)分析，與管束式空氣預(yù)熱器相比，板式空氣預(yù)熱器的壓降要低很多。具體來(lái)說(shuō)，在一些通風(fēng)條件較好的工業(yè)爐中，板式空氣預(yù)熱器的壓降大概為10mm左右。

(二)正確使用板式空氣預(yù)熱器

1.煙氣積灰的處理方法

在常減壓裝置中，加熱爐的排煙是上下運(yùn)動(dòng)的，而板式空氣預(yù)熱器的傳熱片也是豎著放置，其方向與煙氣流向基本相同。在板式空氣預(yù)熱器傳熱片的作用下，加熱爐的排煙能夠更加簡(jiǎn)便，而且豎向傳熱片也不會(huì)積灰。另外，板式預(yù)熱器在制作中，是可以進(jìn)行間距調(diào)整的，在不同的燃料油燃燒中，可以選擇不同的預(yù)熱器板間距，這樣不僅能夠及時(shí)的清灰，同時(shí)也能保證加熱爐的熱效率。

2.露點(diǎn)腐蝕的處理措施

在常減壓裝置加熱爐運(yùn)行過(guò)程中，一直很難處理煙氣低溫區(qū)的露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，針對(duì)這一問(wèn)題，板式空氣預(yù)熱器可以從三個(gè)方面應(yīng)對(duì)：首先在板式空氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)階段，保證排煙溫度要高于腐蝕溫度，這樣就杜絕了露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題；其次在空氣預(yù)熱器制作過(guò)程中，選擇合金材料，并對(duì)位于低溫區(qū)域的預(yù)熱器涂上防腐涂料；最后在空氣預(yù)熱器的旁路設(shè)計(jì)中，要及時(shí)的調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，保證排煙溫度在合理的范圍內(nèi)。這些措施對(duì)露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題的處理發(fā)揮了重要的作用。

3.獨(dú)特的結(jié)構(gòu)組合

板式空氣預(yù)熱器換熱單體設(shè)計(jì)中，一般采用積木式結(jié)構(gòu)，將排煙區(qū)劃分為高溫區(qū)和低溫區(qū)，位于高溫區(qū)的換熱單體不需要更換，而位于低溫區(qū)域的換熱單體則需要不定時(shí)更換，這樣就能降低后期檢修工作量。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，與熱管式空氣預(yù)熱器相比，板式空氣預(yù)熱器能夠提高加熱爐的排煙效率，也能很好的控制排煙溫度，因此具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。值得強(qiáng)調(diào)的是，目前我國(guó)石化行業(yè)還很少采用板式空氣預(yù)熱器，大部分企業(yè)使用的是熱管式空氣預(yù)熱器，然而這種空氣預(yù)熱器存在很多缺陷。板式空氣預(yù)熱器的出現(xiàn)，為石化行業(yè)提供了更多的選擇，也為行業(yè)的發(fā)展提供了更多的技術(shù)保證，因此具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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