[实用新型]一种空气预热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油炼制、石油化工和煤化工领域的管式加热炉所用的一种空气预热器。

背景技术

管式加热炉是石油炼制和石油化工行业生产装置的耗能大户，燃料消耗量约占装置处理量的7％。目前全国石油、石化行业加工原油量为2.5亿吨/年，管式加热炉的燃料消耗量约为1800万吨/年。管式加热炉热效率每提高1％，就可节省燃料20万吨/年，降低生产成本6亿元/年，少排放烟气量30亿标准立方米/年。因此，提高管式加热炉的热效率、减少燃料消耗量，对于降低生产成本、提高经济效益以及完成“节能减排”任务有着重要的意义。管式加热炉使用空气预热器以利用烟气余热、降低烟气排放温度，是提高管式加热炉热效率的一个重要技术措施。但是目前，空气预热器的烟气排放温度一般为140～160℃，以避免烟气中的硫化物引起烟气酸露点腐蚀。这会使管式加热炉在炉体外壁散热损失不大于2％、不完全燃烧损失不大于0.2％、燃烧气体燃料时过剩空气系数不大于1.1、燃烧液体燃料时过剩空气系数不大于1.15的条件下，热效率无法达到90％以上。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种空气预热器，以解决现有空气预热器的烟气排放温度较高的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种空气预热器，其特征在于：它依次由扰流子空气预热器、钢一水热管空气预热器、搪瓷涂层管空气预热器和玻璃管空气预热器组合而成，各空气预热器的烟气通道和空气通道分别依次串联连接，扰流子空气预热器的换热管材料为碳钢，钢—水热管空气预热器的热管钢管材料为碳钢或不锈钢，工质为水，搪瓷涂层管空气预热器的换热管基管材料为碳钢，外表面覆盖有搪瓷层，玻璃管空气预热器的换热管材料为氟硼玻璃或石英玻璃。

本实用新型由四种已有的空气预热器组合而成，是一种组合式的空气预热器。用于石油炼制、石油化工行业的管式加热炉时，在操作过程中，来自管式加热炉对流段的300～400℃的高温烟气首先进入扰流子空气预热器的烟气通道内放热，将温度降低到220～260℃；接着进入钢—水热管空气预热器的烟气通道内继续放热，将温度降低到150～180℃；之后再进入搪瓷涂层管空气预热器的烟气通道内放热，将温度降低到120～140℃；最后进入玻璃管空气预热器的烟气通道内进一步放热，将温度降低到80～90℃后送至烟囱排放。与此同时，空气依次在玻璃管空气预热器、搪瓷涂层管空气预热器、钢—水热管空气预热器和扰流子空气预热器的空气通道内吸热，将温度升高到设计温度后送入管式加热炉的燃烧系统。采用本实用新型的有益效果在于：(1)扰流子空气预热器适于300～400℃至220～260℃的烟气温度，非常耐用，使用的安全系数很高。该范围烟气温度未达到烟气酸露点温度，因而不能形成烟气酸露点腐蚀。并且，扰流子空气预热器的造价较低。(2)钢一水热管空气预热器适于220～260℃至150～180℃的烟气温度。钢—水热管造价较低，工质无毒、无害、无腐蚀，且不会出现工质与钢管产生电化学反应、产生不凝气体使传热效率下降以及热管爆管等问题。该范围烟气温度也未达到烟气酸露点温度，因而也不能形成烟气酸露点腐蚀。另外，钢—水热管空气预热器的传热速率、热回收效率较高。(3)搪瓷涂层管空气预热器适于150～180℃至120～140℃的烟气温度，热回收效率也较高。烟气温度为120～140℃(或更高)时，达到烟气酸露点温度；但搪瓷涂层管空气预热器的换热管外表面覆盖有搪瓷层，具有很强的抗烟气酸露点腐蚀性能(其烟气酸露点腐蚀速率仅为碳钢的百分之一)，使搪瓷涂层管空气预热器不会发生烟气酸露点腐蚀。(4)玻璃管空气预热器适于120～140℃至80～90℃的烟气温度。该范围烟气温度虽然达到烟气酸露点温度，但氟硼玻璃换热管或石英玻璃换热管的抗烟气酸露点腐蚀性能更强，基本上不受烟气酸露点腐蚀的影响，使玻璃管空气预热器也不会发生烟气酸露点腐蚀。

总之，本实用新型空气预热器的烟气排放温度可以达到80～90℃，而不会发生烟气酸露点腐蚀。由于烟气排放温度较低，可以更多地回收烟气余热以提高预热空气温度，保证管式加热炉在主要参数满足标准要求的情况下(例如炉体外壁散热损失不大于2％、不完全燃烧损失不大于0.2％、燃烧气体燃料时过剩空气系数不大于1.1、燃烧液体燃料时过剩空气系数不大于1.15)，实际运行热效率达到95％。本实用新型充分利用四种已有的空气预热器各自的特点进行优化组合，使优点得到发挥，缺点得到克服，可以长期、安全、高效、可靠地运行。而且从整体上看，本实用新型的造价较低、使用的经济性较好。