常减压加热炉板式空气预热器

刘海楼

海科化工集团有限责任公司，山东 东营 257000

常减压加热炉板式空气预热器

刘海楼

海科化工集团有限责任公司，山东 东营 257000

在分析中国石油兰州分公司的常减压装置之后发现，该装置加热炉存在排烟温度高和效率低的问题，为了改善这一问题，提高装置的生产效率，本研究提出对该装置的空气预热器进行改造，具体的论述了板式空气预热器的优点和使用注意事项。

板式空气预热器；加热炉；改造

一、引言

在常减压装置运作中，加热炉的作用十分重要，主要负责能量转换工作，因此加热炉的效率高低直接决定了常减压装置的能耗。中石油兰州分公司的常减压装置排烟存在问题，具体的包括排烟温度高，排烟热效率低等，因此需要对该装置进行改造，本研究具体探讨该装置中空气预热器的改造。

二、常减压加热炉运行现状

(一)常压炉

在分析的常减压装置中，常压炉具有双辐射的功能，其热负荷为42.3kJ/h，在这一热负荷下所能达到的热效率为91%。而常减压装置中排烟室设置的温度为350℃。然后在实际运行过程中，排烟室的温度要高于这一数值，一般为392℃，即使在空气预热器的处理下温度会有所降低，但最终温度也高达210℃，过高的温度导致装置的热效率大大降低，只有87.5%。

(二)减压炉

与常压炉不同，减压炉只能发挥单辐射作用，设定的热负荷为17.5kJ/h，在这一负荷下所能实现的热效率为92%。而常减压装置中排烟室设置的温度为350℃。然后在实际运行过程中，排烟室的温度要高于这一数值，一般为368℃。由此可见，常减压装置加热炉的排烟温度过高，热效率也达不到预设值。因此需要对加热炉进行改造，具体的通过改造空气预热器来降低装置的排烟温度和提高热效率。

(三)热管式空气预热器的不足

中石油兰州分公司所采用的常减压装置中，安装的是热管式空气预热器，这种空气预热器在市话行业排烟过程中十分受欢迎，且其空气预热技术也得到了不断提高，然而这种结构的空气预热器存在固有的缺陷，在一些使用燃料油和含硫较大的燃料加热炉处理过程中，这种空气预热器往往不能起到良好的降温作用，具体的不足表现为以下几个方面：

首先，热管式空气预热器对温度控制要求较高，由于这种空气预热器采用的是钢水热管，因此一旦装置排烟温度超过300℃，这一预热器就会失效，这主要是因为高温加大了热管的压力，一些难以凝聚的气体则会造成爆管的后果。

其次，热管空气预热器在使用过程中，要对热管进行加工处理，具体的包括清洗热管、烘干热管等，不同的加工处理都会降低热管的真空度。通过分析实践数据可知，每根热管的使用寿命只有3年。

再次，热管式空气预热器还容易积灰结垢。在常减压装置中，空气预热管一般式倾斜放置，同时在热管上还缠绕了2-3mm的翅片，因此很容易落灰。另外，在空气月热气的处理后排烟温度会降低，而此时产生的湿烟灰更加的难以清理，这就逐渐降低了热管的传热系数，使得热管的余热回收受到影响。

三、板式空气预热器的优点及使用

(一)板式空气预热器的优点

经过改造后，在常减压装置中安装板式空气预热器，这种空气预热器具有如下优点：

首先，具有较高的传热性能。在板式空气预热器的研究中，西安交大通过试验验证了这种空气预热器的传热性能和阻力。试验结果表明，板式空气预热器具有结构紧凑、传热性能好、阻力小等优点，因此是空气预热器的必然选择。与管束式空气预热器相比，板式空气预热器的传热系数要高一倍多。在同样的热负荷条件下，能够减少换热面积。

其次，板式空气预热器换热面紧凑度高。比较管束式空气预热器和板式空气预热器，具体选择体积为1m3的空气预热器为试验对象：

其中管束式空气预热器的试验结果为：总体换热面积为22m2。

板式空气预热器的试验结果为：总体换热面积为48.3m2。

分析上述试验结果可知，在同样体积的换热器下，板式空气预热器的换热面积要大很多，是管束式空气预热器的2倍多。假设换热面积相同，那么板式空气预热器的体积则要小很多，因此板式空气预热器的换热面更加紧凑。

再次，板式空气预热器使用更加灵活。每个板式空气预热器的换热面积大约在50-80m2之间，假设需要更大的换热面积则可以直接组合多个板式空气预热器。

最后，板式空气预热器的压降小。通过试验分析，与管束式空气预热器相比，板式空气预热器的压降要低很多。具体来说，在一些通风条件较好的工业炉中，板式空气预热器的压降大概为10mm左右。

(二)正确使用板式空气预热器

1.烟气积灰的处理方法

在常减压装置中，加热炉的排烟是上下运动的，而板式空气预热器的传热片也是竖着放置，其方向与烟气流向基本相同。在板式空气预热器传热片的作用下，加热炉的排烟能够更加简便，而且竖向传热片也不会积灰。另外，板式预热器在制作中，是可以进行间距调整的，在不同的燃料油燃烧中，可以选择不同的预热器板间距，这样不仅能够及时的清灰，同时也能保证加热炉的热效率。

2.露点腐蚀的处理措施

在常减压装置加热炉运行过程中，一直很难处理烟气低温区的露点腐蚀问题，针对这一问题，板式空气预热器可以从三个方面应对：首先在板式空气预热器的设计阶段，保证排烟温度要高于腐蚀温度，这样就杜绝了露点腐蚀问题；其次在空气预热器制作过程中，选择合金材料，并对位于低温区域的预热器涂上防腐涂料；最后在空气预热器的旁路设计中，要及时的调节环境温度，保证排烟温度在合理的范围内。这些措施对露点腐蚀问题的处理发挥了重要的作用。

3.独特的结构组合

板式空气预热器换热单体设计中，一般采用积木式结构，将排烟区划分为高温区和低温区，位于高温区的换热单体不需要更换，而位于低温区域的换热单体则需要不定时更换，这样就能降低后期检修工作量。

四、结语

综上所述，与热管式空气预热器相比，板式空气预热器能够提高加热炉的排烟效率，也能很好的控制排烟温度，因此具有良好的经济效益。值得强调的是，目前我国石化行业还很少采用板式空气预热器，大部分企业使用的是热管式空气预热器，然而这种空气预热器存在很多缺陷。板式空气预热器的出现，为石化行业提供了更多的选择，也为行业的发展提供了更多的技术保证，因此具有强大的发展潜力。

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