一種具有除垢功能的空氣預(yù)熱器及除垢方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，涉及一種石油化工和煤化工中的管式加熱爐中具有除垢功能的空氣預(yù)熱器及該空氣預(yù)熱器的除垢方法。
【背景技術(shù)】
[0002]提高管式加熱爐的熱效率，最主要的措施就是利用煙氣預(yù)熱空氣，降低排煙溫度。在其它條件不變的情況下，加熱爐的排煙溫度每降低20°C，加熱爐的熱效率就能提高1%。但降低排煙溫度帶來的空氣預(yù)熱器換熱面積灰和腐蝕是影響加熱爐熱效率提高的最大障礙?？諝忸A(yù)熱器換熱面積灰堵塞不但減小空氣預(yù)熱器的傳熱效率，使煙氣阻力的增大，還增加了風(fēng)機(jī)的電耗；嚴(yán)重時還威脅到加熱爐的正常運行。
[0003]目前采用的常規(guī)措施是在空氣預(yù)熱器上安裝吹灰器。如蒸汽吹灰器、聲波吹灰器和激波吹灰器等。但由于石油化工加熱爐的主要燃料是重油、減壓渣油等重質(zhì)燃料。燃料中的V、Na等金屬離子在燃燒中形成低熔點的V205、Na20等化合物，當(dāng)V205、Na20共存時形成熔點更低的釩鈉化合物，這些低熔點化合物粘度極高，在隨煙氣流動過程中，容易隨機(jī)地粘附在空氣預(yù)熱器傳熱管外壁上，形成垢源點，它們粘附其他灰分形成垢層。這些粘附在空氣預(yù)熱器傳熱管外壁上的垢層靠吹灰器是吹掃不掉的，現(xiàn)場實踐也證明了這一點。
[0004]石墨塊孔式空氣預(yù)熱器的換熱芯體由若干塊長方體型石墨塊重迭而成，每個石墨傳熱單元體沿軸向與徑向開有若干排相互垂直的小孔，形成兩種不同流體的通道。熱煙氣從每一換熱塊的軸向流過，與流過徑向流道的冷空氣進(jìn)行換熱，從而達(dá)到預(yù)熱空氣的目的。石墨空氣預(yù)熱器雖然耐酸腐蝕，但長期工作，其煙氣流道內(nèi)也會產(chǎn)生積灰，由于石墨塊孔空氣預(yù)熱器的傳熱流道為細(xì)長孔，目前常用的除垢方法效果都不好。
[0005]高壓水射流清洗技術(shù)在空氣預(yù)熱器的清洗上有一定的應(yīng)用。其方法是在停車檢修時，用高壓水射流將空氣預(yù)熱器管壁上的積灰剝離，達(dá)到清潔空氣預(yù)熱器的目的。但這種清洗只是在停車維修時進(jìn)行，而這時空氣預(yù)熱器管壁積灰已相當(dāng)嚴(yán)重。因為空氣預(yù)熱器運行很短時間就會在換熱表面形成積垢，影響換熱效果。這種維修清洗顯然不能滿足讓空氣預(yù)熱器一直高效運行的要求。
[0006]中國專利CN90220528.5介紹了一種用高壓水射流清洗浮頭式換熱器列管外表面污垢的機(jī)械。它有多個可調(diào)整的噴嘴，以適應(yīng)不同直徑的列管和不同管距的列管。裝有噴嘴的活動機(jī)架可沿列管軸線往復(fù)行走。滾輪胎使列管繞其軸線回轉(zhuǎn)。由于高壓水的壓力高達(dá)50MPa，清洗效果好，可提高工效數(shù)倍。但這是一種需要把設(shè)備拆卸后，方能清洗的機(jī)械。對于加熱爐空氣預(yù)熱器來說，這并不適合。因為空氣預(yù)熱器運行很短時間(多則4個月，少則2個月)就會在換熱表面形成積垢，影響換熱效果。需要在線清洗。而專利CN90220528.5顯然不能滿足空氣預(yù)熱器在線清洗的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種具有除垢功能的空氣預(yù)熱器及該空氣預(yù)熱器的除垢方法，以利用高壓水射流清洗技術(shù)，來在線清洗空氣預(yù)熱器傳熱面上的灰垢，克服現(xiàn)有技術(shù)不能滿足空氣預(yù)熱器在線清洗的要求。
[0008]本發(fā)明提供一種具有除垢功能的空氣預(yù)熱器，包括除垢裝置、預(yù)熱器煙氣進(jìn)口段、預(yù)熱器煙氣出口段、預(yù)熱器煙氣旁路段、石墨塊孔芯體和排水管，其特征在于:在預(yù)熱器煙氣進(jìn)口段和石墨塊孔芯體之間設(shè)置預(yù)熱器附加段，預(yù)熱器附加段內(nèi)的頂部設(shè)置噴射管導(dǎo)軌，噴射管導(dǎo)軌上設(shè)置有與煙道孔相對應(yīng)的噴射管定位槽，除垢裝置包括噴射管組件，噴射管組件為一垂直布置的鋼管，鋼管側(cè)面布置有與鋼管軸線垂直的噴嘴，噴嘴之間的間距與換熱器流道孔間距相等，每個噴嘴均與噴射管組件的鋼管相通，除垢時噴射管組件放置在預(yù)熱器附加段內(nèi)的噴射管導(dǎo)軌上。
[0009]本發(fā)明具有除垢功能的空氣預(yù)熱器，所述預(yù)熱器煙氣出口段和石墨塊孔芯體之間設(shè)置排水附加段，排水管設(shè)置在排水附加段底部。
[0010]本發(fā)明提供一種具有除垢功能的空氣預(yù)熱器的除垢方法，其特征在于:空氣預(yù)熱器需要除垢時，將經(jīng)過預(yù)熱器煙氣進(jìn)口段的煙氣經(jīng)預(yù)熱器煙氣旁路段切向煙?，關(guān)閉煙氣換熱器的風(fēng)門，把噴射管組件放入預(yù)熱器附加段內(nèi)的噴射管導(dǎo)軌上，噴射管定位槽將噴射管組件中的每個噴嘴對準(zhǔn)空氣預(yù)熱器石墨塊孔芯體中任一排的每個煙氣流道孔，啟動高壓水泵，高壓水經(jīng)金屬軟管進(jìn)入噴射管組件，經(jīng)噴嘴噴入該排的每個煙氣流道孔內(nèi)，污水經(jīng)排水管排出空氣預(yù)熱器，接著沿噴射管導(dǎo)軌依次移動噴射管組件，依靠噴射管定位槽的定位，噴射管組件中的每個噴嘴將依次對準(zhǔn)石墨塊孔芯體中其它排的每個煙氣流道孔，直到完成空氣預(yù)熱器全部煙氣流道孔的清洗，清洗完成后，拉出噴射管組件，切斷煙氣旁路，打開煙氣換熱器的風(fēng)門，空氣預(yù)熱器繼續(xù)工作。
[0011]本發(fā)明具有除垢功能的空氣預(yù)熱器的除垢方法中，所述污水經(jīng)排水附加段進(jìn)入排水管，之后排出空氣預(yù)熱器。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其是利用高壓水射流清洗技術(shù)，來清洗空氣預(yù)熱器傳熱面上的灰垢。其原理是以水為工作介質(zhì)，經(jīng)高壓泵加壓產(chǎn)生高壓力、低流速水流(3?15MPa)，然后通過噴嘴轉(zhuǎn)化為低壓力、高流速的水射流后，以極高的速度噴向空氣預(yù)熱器的積灰面。在沖蝕、剝層、水楔的作用下，使污垢從基體表面脫離。高壓水流具有巨大的沖刷能量，對石墨塊孔空氣預(yù)熱器煙氣流道內(nèi)的灰垢不斷沖刷，達(dá)到潔凈煙氣流道傳熱面的目的。在線清洗石墨塊孔空氣預(yù)熱器時，可將通過石墨塊孔空氣預(yù)熱器的煙氣由旁路暫時切換排向煙囪，待清洗完畢后，再把煙氣切換到石墨塊孔空氣預(yù)熱器，使石墨塊孔空氣預(yù)熱器能保持聞效、穩(wěn)定運行。
[0013]本發(fā)明采用高壓水射流在線清洗石墨塊孔空氣預(yù)熱器煙氣傳熱孔的技術(shù)方法，與現(xiàn)有的蒸汽吹灰、聲波吹灰技術(shù)相比，具有逐孔清洗，不留死角的優(yōu)點。由于高壓水射流壓力高(3?15MPa)，能量集中，不易發(fā)散和衰減，可保證每個傳熱孔都能得到有效清洗。而蒸汽吹灰、聲波吹灰的吹掃壓力較低，一般為I?1.5MPa，且能量易發(fā)散，衰減快，對石墨塊孔空氣預(yù)熱器的細(xì)長傳熱流道吹灰效果較差。
[0014]本發(fā)明與常規(guī)停車檢修空氣預(yù)熱器的清洗不同，本發(fā)明在需要清洗煙氣流道時，不用停車，只需把煙氣通過預(yù)設(shè)的預(yù)熱器煙氣旁路段暫時切換到煙囪，而不影響加熱爐的正常運行。本發(fā)明設(shè)置有自動定位噴射管導(dǎo)軌，清洗時可使噴射管組件中的噴嘴自動對準(zhǔn)需要清洗的一排煙氣流道，而不必像停車檢修時需要逐孔對準(zhǔn)清洗。與停車檢修一次只能清洗一個煙氣流道相比，本發(fā)明可一次自動清洗一排煙氣流道，清洗效率成倍提高。與停車