一種降低排煙溫度的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低排煙溫度的方法及裝置，來自加熱爐煙氣依次進(jìn)入鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器、碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器和石墨塊孔式空氣預(yù)熱器，空氣則與煙氣順序相反，煙氣溫度降至低于100℃排空，熱空氣助燃，鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器、碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器和石墨塊孔式空氣預(yù)熱器依次連通，本發(fā)明加熱爐的排煙溫度低，熱效率高，能耗低。
【專利說明】一種降低排煙溫度的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，涉及一種石油化工、煤化工管式加熱爐的降低排煙溫度的方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在過?？諝庀禂?shù)不變的條件下，排煙溫度每降低約20°C，管式加熱爐熱效率就能提高約1%。因此，為了提高管式加熱爐的熱效率，使用各種空氣預(yù)熱器降低加熱爐的排煙溫度。但由于每一種空氣預(yù)熱器都有自己的優(yōu)劣，因此在管式加熱爐回收煙氣余熱的方法中大都選擇空氣預(yù)熱器組合的方法來降低排煙溫度。
[0003]目前在石油化工、煤化工等工業(yè)管式加熱爐上最常使用的空氣預(yù)熱系統(tǒng)組合方法主要有鋼管式空氣預(yù)熱器、熱管式空氣預(yù)熱器、水熱媒空氣預(yù)熱器等的組合。一般鋼管式空氣預(yù)熱器主要用于回收高溫?zé)煔獾挠酂?，熱管式空氣預(yù)熱器和水熱媒空氣預(yù)熱器主要用于回收煙氣的低溫余熱。
[0004]熱管空氣預(yù)熱器在回收低溫?zé)煔庥酂釙r(shí)，易出現(xiàn)工質(zhì)與鋼管產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生不凝氣體，使傳熱效率下降問題，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)煙氣低溫露點(diǎn)腐蝕而產(chǎn)生的熱管失效問題，不能有效的降低加熱爐的排煙溫度，需要使空氣預(yù)熱器在煙氣露點(diǎn)以上工作。
[0005]水熱媒空氣預(yù)熱系統(tǒng)是近年開發(fā)的一種預(yù)熱空氣的裝置。水熱媒空氣預(yù)熱器能適應(yīng)加熱爐負(fù)荷及燃料性質(zhì)變化等優(yōu)點(diǎn)，但也存在流程長、系統(tǒng)操作較復(fù)雜等缺點(diǎn)，由于要保證水熱媒不能被汽化，這種空氣預(yù)熱器的熱效率較低。
[0006]專利CN200972137公布了一種組合式水熱媒空氣預(yù)熱器，包括水熱媒空氣預(yù)熱器，該水熱媒空氣預(yù)熱器由煙氣換熱器、空氣換熱器、第一熱媒水管道及第二熱媒水管道、除氧給水總管，還包括一管式空氣預(yù)熱器。其優(yōu)點(diǎn)是:可用于加熱爐上對(duì)流室出口煙氣的溫度超過300?320°C以上的情況；但組合式水熱媒空氣預(yù)熱器自身需要熱水循環(huán)泵，這就會(huì)造成輔助能源消耗，且使空氣預(yù)熱器系統(tǒng)的可靠性降低。并且存在流程長、系統(tǒng)操作較復(fù)雜的問題。
[0007]專利CN201028779公布了一種組合式空氣預(yù)熱器，它包括煙氣通道1和空氣通道2，其特征是高溫?zé)煔馔ǖ?與冷空氣通道2是由高溫區(qū)換熱器3、中溫區(qū)換熱器4和低溫區(qū)換熱器5組合連接而成，其中高溫區(qū)換熱器3為螺旋槽管式荊棘擾流換熱器，中溫區(qū)換熱器4為熱管式換熱器，低溫區(qū)換熱器5為搪瓷螺旋槽管式換熱器，并在螺旋槽管式荊棘擾流換熱器和搪瓷螺旋槽管式換熱器的管內(nèi)安裝了荊棘，以加強(qiáng)換熱。本實(shí)用新型解決了目前換熱器高溫易損壞的缺陷，同時(shí)也大大降低了排煙溫度。雖然空氣預(yù)熱器的低溫段采用了搪瓷螺旋槽管式換熱器，但由于搪瓷燒結(jié)時(shí)的針孔、砂眼等缺陷不可避免，會(huì)造成低溫酸露點(diǎn)沿搪瓷表面的針孔、砂眼等缺陷腐蝕傳熱元件，造成傳熱元件失效，影響空氣預(yù)熱器的正常使用。
[0008]專利CN201706527U公開了一種組合式空氣預(yù)熱器，包括高溫段空氣預(yù)熱器和低溫段空氣預(yù)熱器兩部分。高溫段空氣預(yù)熱器傳熱管是翅片管或釘頭管，低溫段空氣預(yù)熱器的傳熱管由搪瓷管構(gòu)成。由于搪瓷管并不能耐低溫露點(diǎn)腐蝕，因此其低溫段空氣預(yù)熱器在使用中易出現(xiàn)露點(diǎn)腐蝕穿孔現(xiàn)象。
[0009]專利CN201621721U公開了一種新型組合式空氣預(yù)熱器。它由高溫區(qū)換熱器、中溫區(qū)換熱器和低溫區(qū)換熱器通過煙氣通道、冷空氣通道連接成一整體。其中:高溫區(qū)為擾流子管式換熱器、中溫區(qū)為熱管換熱器、低溫區(qū)為分體式自循環(huán)換熱器。雖然低溫區(qū)為分體式自循環(huán)換熱器可以調(diào)節(jié)排煙溫度，但它只能將排煙溫度調(diào)節(jié)在煙氣露點(diǎn)以上工作，否則就會(huì)造成露點(diǎn)腐蝕損壞，使低溫區(qū)的分體式自循環(huán)換熱器失效。
[0010]專利CN202361401U公開了一種熱管/鑄鐵板組合式空氣預(yù)熱器，包括熱管空氣預(yù)熱器和鑄鐵板式空氣預(yù)熱器。本組合式空氣預(yù)熱器，利用了熱管空氣預(yù)熱器的高換熱性能，在煙氣溫度較高沒有腐蝕時(shí)通過熱管空氣預(yù)熱器換熱，在煙氣溫度較低出現(xiàn)腐蝕情況時(shí)，通過鑄鐵板式空氣預(yù)熱器換熱。由于在高溫段使用熱管空氣預(yù)熱器會(huì)使熱管內(nèi)易產(chǎn)生不凝氣體而降低熱管的傳熱效率，低溫段的鑄鐵板空氣預(yù)熱器也并不能真正防止煙氣的低溫露點(diǎn)腐蝕。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是針對(duì)目前組合式空氣預(yù)熱器低溫段耐腐蝕性差及排煙溫度高的缺點(diǎn)，發(fā)明了一種降低加熱爐排煙溫度的方法及裝置，這種耐低溫腐蝕的高效組合式空氣預(yù)熱裝置，能有效的抵抗煙氣的低溫露點(diǎn)腐蝕，甚至可以在煙氣的露點(diǎn)以下工作，能有效的降低加熱爐的排煙溫度，提高加熱爐的熱效率。
[0012]本發(fā)明一種降低加熱爐排煙溫度的方法，由以下步驟:
[0013]1)來自加熱爐250?350°C的煙氣先進(jìn)入鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器與來自步驟2)的空氣換熱，煙氣溫度降至200?250°C，進(jìn)入步驟2)；
[0014]2)來自步驟1)的200?250°C煙氣進(jìn)入碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器與來自步驟3)的空氣換熱，煙氣溫度降至低于200°C，進(jìn)入步驟3)；
[0015]3)來自步驟2)的低于200°C煙氣進(jìn)入石墨塊孔式空氣預(yù)熱器與常溫空氣換熱，煙氣溫度降至低于100°c排空。
[0016]所述的石墨塊為耐酸腐蝕的塊孔式石墨塊。
[0017]本發(fā)明一種降低加熱爐排煙溫度的裝置，由鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器、碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器和石墨塊孔式空氣預(yù)熱器組成，其特征在于:鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器與碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器連通，碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器與石墨塊孔式空氣預(yù)熱器連通。
[0018]所述鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器與碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器通過煙氣管和空氣管連通。
[0019]所述的碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器與石墨塊孔式空氣預(yù)熱器煙氣管和空氣管連通。
[0020]所述鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器煙氣出口管和空氣入口與碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器煙氣入口和空氣出口管連通。
[0021]所述碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器煙氣出口管和空氣入口管石墨塊孔式空氣預(yù)熱器煙氣入口和空氣出口管連通。
[0022]所述的鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器的主要傳熱元件是擾流子翅片管，管外是翅片，管內(nèi)為擾流子。
[0023]所述的石墨塊孔式空氣預(yù)熱器由石墨換熱單元塊34、空氣進(jìn)口 32、空氣出口 33、煙氣進(jìn)口 31、煙氣出口 35組成，特征在于:空氣進(jìn)口 32和空氣出口 33設(shè)置在石墨換熱單元塊34兩側(cè)，煙氣進(jìn)口 31和煙氣出口 35設(shè)置在石墨換熱單元塊34的另外兩側(cè)，空氣進(jìn)口32與煙氣進(jìn)口 31垂直設(shè)置，空氣出口與煙氣出口垂直。
[0024]所述的石墨塊沿軸向與徑向交錯(cuò)開有若干小孔。一側(cè)為煙氣孔，另一側(cè)為空氣孔。
[0025]所述的石墨塊煙氣孔徑25?30mm,開孔率為27?33%。
[0026]所述的石墨塊空氣孔徑12?20mm,開孔率為15?20%。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0028]1)有效的降低加熱爐的排煙溫度，提高加熱爐的熱效率；
[0029]2)降低加熱爐能耗。
[0030]附圖及

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明一種降低加熱爐排煙溫度的裝置圖。
[0032]圖2為本發(fā)明一種降低加熱爐排煙溫度的裝置，石墨塊孔式空氣預(yù)熱器石墨塊孔換熱單元主視圖。
[0033]圖3為本發(fā)明一種降低加熱爐排煙溫度的裝置，石墨塊孔式空氣預(yù)熱器石墨塊孔換熱單元A向視圖。
[0034]其中:1.擾流子空氣預(yù)熱器，11.煙氣進(jìn)口，12.擾流子鋼管，13.管板，14.空氣出口，15.空氣進(jìn)口，2.熱管空氣預(yù)熱器，21.煙氣管箱，22.熱管，23.空氣管箱，24.熱管隔板，3.石墨塊孔式空氣預(yù)熱器，31.煙氣進(jìn)口，32.空氣進(jìn)口，33.空氣出口，34.石墨塊孔換熱單元，35.煙氣出口。

【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖1、圖2和圖3對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但并不限制本發(fā)明的范圍。
[0036]實(shí)施例1
[0037]—種降低加熱爐排煙溫度的裝置，由鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1、碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2和石墨塊孔式空氣預(yù)熱器3組成，石墨塊煙氣孔徑25mm，開孔率為33 %，石墨塊空氣孔徑12mm，開孔率為19.5%。
[0038]來自加熱爐對(duì)流段350°C高溫?zé)煔庥蔁煔膺M(jìn)口 11進(jìn)入鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1，與空氣換熱后，煙氣溫度降低到250°C后進(jìn)入碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2，與空氣換熱后，溫度降低到180°C左右，煙氣由煙氣進(jìn)口 31進(jìn)入石墨塊孔式空氣預(yù)熱器3，與空氣換熱后降低到設(shè)定的排煙溫度100°C后，煙氣最終經(jīng)煙氣出口 35排進(jìn)煙囪。而從鼓風(fēng)機(jī)出來的15.5°C常溫空氣則先經(jīng)過空氣進(jìn)口通道32進(jìn)入石墨塊孔空氣預(yù)熱器的空氣導(dǎo)管，與煙氣換熱后，初步預(yù)熱到90°C的空氣經(jīng)空氣出口 33進(jìn)入碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2的空氣管箱23，得到熱管進(jìn)一步加熱的空氣到170°C，最后經(jīng)空氣進(jìn)口 15進(jìn)入鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1，然后被預(yù)熱到設(shè)計(jì)溫度270°C的熱空氣經(jīng)過空氣出口通道14進(jìn)入到加熱爐燃燒系統(tǒng)。
[0039]實(shí)施例2
[0040]一種降低加熱爐排煙溫度的裝置，由鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1、碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2和石墨塊孔式空氣預(yù)熱器3組成，石墨塊煙氣孔經(jīng)27_，開孔率為31 %，石墨塊空氣孔經(jīng)15mm，開孔率為18%。
[0041]來自加熱爐對(duì)流段350°C高溫?zé)煔庥蔁煔膺M(jìn)口 11進(jìn)入鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1，與空氣換熱后，煙氣溫度降低到250°C后進(jìn)入碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2，與空氣換熱后，溫度降低到180°C左右，煙氣由煙氣進(jìn)口 31進(jìn)入石墨塊孔式空氣預(yù)熱器3，與空氣換熱后降低到設(shè)定的排煙溫度100°C后，煙氣最終經(jīng)煙氣出口 35排進(jìn)煙囪。而從鼓風(fēng)機(jī)出來的15.5°C常溫空氣則先經(jīng)過空氣進(jìn)口通道32進(jìn)入石墨塊孔空氣預(yù)熱器的空氣導(dǎo)管，與煙氣換熱后，初步預(yù)熱到90°C的空氣經(jīng)空氣出口 33進(jìn)入碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2的空氣管箱23，得到熱管進(jìn)一步加熱的空氣到170°C，最后經(jīng)空氣進(jìn)口 15進(jìn)入鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1，然后被預(yù)熱到設(shè)計(jì)溫度270°C的熱空氣經(jīng)過空氣出口通道14進(jìn)入到加熱爐燃燒系統(tǒng)。
[0042]實(shí)施例3
[0043]一種降低加熱爐排煙溫度的裝置，由鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1、碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2和石墨塊孔式空氣預(yù)熱器3組成，石墨塊煙氣孔經(jīng)29mm，開孔率為28 %，石墨塊空氣孔經(jīng)17mm，開孔率為16%。
[0044]來自加熱爐對(duì)流段350°C高溫?zé)煔庥蔁煔膺M(jìn)口 11進(jìn)入鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1，與空氣換熱后，煙氣溫度降低到250°C后進(jìn)入碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2，與空氣換熱后，溫度降低到180°C左右，煙氣由煙氣進(jìn)口 31進(jìn)入石墨塊孔式空氣預(yù)熱器3，與空氣換熱后降低到設(shè)定的排煙溫度100°C后，煙氣最終經(jīng)煙氣出口 35排進(jìn)煙囪。而從鼓風(fēng)機(jī)出來的15°C常溫空氣則先經(jīng)過空氣進(jìn)口通道32進(jìn)入石墨塊孔空氣預(yù)熱器的空氣導(dǎo)管，與煙氣換熱后，初步預(yù)熱到90°C的空氣經(jīng)空氣出口 33進(jìn)入碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2的空氣管箱23，得到熱管進(jìn)一步加熱的空氣到170°C，最后經(jīng)空氣進(jìn)口 15進(jìn)入鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1，然后被預(yù)熱到設(shè)計(jì)溫度270°C的熱空氣經(jīng)過空氣出口通道14進(jìn)入到加熱爐燃燒系統(tǒng)。
[0045]實(shí)施例4
[0046]—種降低加熱爐排煙溫度的裝置，由鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1、碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2和石墨塊孔式空氣預(yù)熱器3組成，石墨塊煙氣孔經(jīng)30_，開孔率為27 %，石墨塊空氣孔經(jīng)18mm，開孔率為15.5%。
[0047]來自加熱爐對(duì)流段350°C高溫?zé)煔庥蔁煔膺M(jìn)口 11進(jìn)入鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1，與空氣換熱后，煙氣溫度降低到250°C后進(jìn)入碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2，與空氣換熱后，溫度降低到180°C左右，煙氣由煙氣進(jìn)口 31進(jìn)入石墨塊孔式空氣預(yù)熱器3，與空氣換熱后降低到設(shè)定的排煙溫度100°C后，煙氣最終經(jīng)煙氣出口 35排進(jìn)煙囪。而從鼓風(fēng)機(jī)出來的15°C常溫空氣則先經(jīng)過空氣進(jìn)口通道32進(jìn)入石墨塊孔空氣預(yù)熱器的空氣導(dǎo)管，與煙氣換熱后，初步預(yù)熱到90°C的空氣經(jīng)空氣出口 33進(jìn)入碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器2的空氣管箱23，得到熱管進(jìn)一步加熱的空氣到170°C，最后經(jīng)空氣進(jìn)口 15進(jìn)入鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器1，然后被預(yù)熱到設(shè)計(jì)溫度270°C的熱空氣經(jīng)過空氣出口通道14進(jìn)入到加熱爐燃燒系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種降低加熱爐排煙溫度的方法，由以下步驟: 1)來自加熱爐250?350°C的煙氣先進(jìn)入鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器與來自步驟2)的空氣換熱，煙氣溫度降至200?250°C，進(jìn)入步驟2)； 2)來自步驟I)的200?250°C煙氣進(jìn)入碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器與來自步驟3)的空氣換熱，煙氣溫度降至低于200°C，進(jìn)入步驟3)； 3)來自步驟2)的低于200°C煙氣進(jìn)入石墨塊孔式空氣預(yù)熱器與常溫空氣換熱，煙氣溫度降至低于100°C排空。
2.一種降低加熱爐排煙溫度的裝置，由鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器、碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器和石墨塊孔式空氣預(yù)熱器組成，其特征在于:鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器與碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器連通，碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器與石墨塊孔式空氣預(yù)熱器連通。
3.依照權(quán)利要求2所述的所述裝置，其特征在于:所述的鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器煙氣出口和空氣入口與碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器通過煙氣入口和空氣出口連通，碳鋼-水熱管空氣預(yù)熱器煙氣出口和空氣入口與石墨塊孔式空氣預(yù)熱器煙氣入口和空氣出口連通。
4.依照權(quán)利要求2所述的所述裝置，其特征在于:所述的鋼管式擾流子空氣預(yù)熱器的主要傳熱元件是擾流子翅片管，管外是翅片，管內(nèi)為擾流子。
5.依照權(quán)利要求2所述的所述裝置，其特征在于:所述的石墨塊孔式空氣預(yù)熱器由石墨換熱單元塊、空氣進(jìn)口、空氣出口、煙氣進(jìn)口、煙氣出口組成，特征在于:空氣進(jìn)口和空氣出口設(shè)置在石墨換熱單元塊兩側(cè)，煙氣進(jìn)口和煙氣出口設(shè)置在石墨換熱單元塊兩側(cè)，空氣進(jìn)口與煙氣進(jìn)口垂直，空氣出口與煙氣出口垂直。
6.依照權(quán)利要求2所述的所述裝置，其特征在于:所述的側(cè)石墨塊沿軸向與徑向交錯(cuò)開有小孔，一側(cè)為煙氣孔，另一側(cè)為空氣孔，煙氣孔與空氣孔軸向垂直。
7.依照權(quán)利要求2所述的所述裝置，其特征在于:所述的石墨塊煙氣孔徑25?30mm，開孔率為27?33%。
8.依照權(quán)利要求2所述的所述裝置，其特征在于:所述的石墨塊空氣孔徑12?20_，開孔率為15?20%。
【文檔編號(hào)】F23L15/00GK104329684SQ201310322240
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】高曉紅, 孫志欽, 黃進(jìn)煥, 郜建松, 張玉玲, 段彥明 申請(qǐng)人:中石化洛陽工程有限公司, 中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司