防露点腐蚀空气预热器

摘要

本发明公开了一种防露点腐蚀空气预热器属于一种热交换设备，特别是用于回收利用烟气中余热的空气预热器。该防露点腐蚀空气预热器，其特征在于：主要由将冷空气预热到烟气露点温度之上的空气-空气换热器、预热后空气与烟气进行热交换的第一烟气-空气换热器、二次加热空气的第二烟气-空气换热器组成。本发明有效的解决了烟气露点腐蚀问题，采用换热介质热空气作为中间介质，在空气低温时换热，而烟气换热区全部工作在烟气露点温度之上，有效的防止了烟气露点腐蚀。本设备结构简单，没有造价高、耗能大的中间系统，运行成本低、安全可靠。

说明书

技术领域

本发明属于一种热交换设备，特别是用于回收利用烟气中余热的空气预热器。

背景技术

空气预热器的作用是回收热量，降低消耗，主要应用于大型化工企业的制氢转化炉或裂解炉，应用于天然气、炼厂石油气、石脑油等原料转化制氢的装置上，作为燃烧空气的加热器。空气预热器作为节能设备，对提高系统的热效率、节约能源起到了重要作用。空气预热器主要是分管板式空预器、热管式空预器及全焊接板式空气预热器。中国专利ZL200820027593.0就公开了一种圆点式宽流道全焊式换热板及使用该换热板的换热器。

全焊式板式空气预热器的优点是结构紧凑、弹性设计，避免热膨胀；耐高温高压，理论上可承受7Mpa压力及700℃；密封性好，板片采用全焊接；材质选择范围宽，碳钢、不锈钢、钛；免维修，使用寿命长达30年；体积小，适应大型化装置需求，是管式空预器的1/3体积；换热效率高，最高达到90％。

但是近年来原油日趋劣质化，突出表现在硫含量增高，环烷酸含量增加，烟气的露点腐蚀性不断加剧。目前的板式空气预热器都使用的是0.5--1.5mm的不锈钢薄板，非常不耐露点腐蚀。大连石化公司的20万制氢(因补充燃料气硫含量超标)板式空气预热器低温段开工后没多久腐蚀漏了。目前烟气短路，还没有想出好办法，生产线处于停工检修状态，而板式空气预热器也必须更换，造成大量损失。

同时目前国内防露点腐蚀存在一个误区，那就是认为排烟温度高于露点温度就可以了，其实不然，如果冷介质温度低于露点温度，那么总会存在局部某一处设备烟气侧壁面温度低于露点温度，烟气在经过此处时就会造成露点腐蚀，但烟气排放时经过烟气混合总体温度高于露点温度。这也就是国内许多设备排烟温度高于露点温度但是设备仍旧被腐蚀的原因。

发明内容

为了解决低温被预热空气与高温烟气处于换热板(管)两侧，总会存在局部某一处设备烟气侧壁面温度低于露点温度，烟气在经过此处时就会造成露点腐蚀的问题，本发明提供一种防露点腐蚀空气预热器，该预热器通过改变预热器结构和气体流道避免冷空气与高温烟气处于同一换热板(管)两侧，以解决空气预热器的露点腐蚀问题。

本发明的技术方案为，一种防露点腐蚀空气预热器，其特征是：主要由将冷空气预热到烟气露点温度之上的空气-空气换热器和预热后空气与烟气进行热交换的烟气-空气换热器组成，空气-空气换热器的二次热媒出口与烟气-空气换热器二次热媒进口间、烟气-空气换热器二次热媒出口与空气-空气换热器一次热媒进口间均装有空气通道，空气的流通路线为：冷空气→空气-空气换热器二次热媒通道→烟气-空气换热器二次热媒通道→空气-空气换热器一次热媒通道热空气排出。本发明所述的一次热媒通道为换热器中供热热媒通道，二次热媒通道为受热热媒通道。

所述的空气-空气换热器一次热媒通道的出口还通过空气通道与二次加热空气的第二烟气-空气换热器的二次热媒通道相连接，空气的流通路线为：冷空气→空气-空气换热器二次热媒通道→烟气-空气换热器二次热媒通道→空气-空气换热器一次热媒通道→第二烟气-空气换热器二次热媒通道→热空气排出，两个烟气-空气换热器一次热媒通道串联在一起。

所述的空气-空气换热器、烟气-空气换热器及第二烟气-空气换热器可为全焊接板式换热器、翅片管换热器及热管换热器等的一种2-3台或两种或三种的组合，其优化是采用全焊接板式换热器。

所述的空气-空气换热器的冷空气进口装有流量调节阀，空气-空气换热器的二次热媒出口装有温度传感器，温度传感器通过控制设备与安装在冷空气进口的流量调节阀相连。

所述的连接空气-空气换热器二次热媒出口与烟气-空气换热器的二次热媒进口之间的空气通道内装有辅助电加热系统。

本发明通过设计新的空气流道，增加了空气与空气换热器，使用被烟气加热的热空气在该换热器中先将冷空气预热到烟气露点温度以上，再进入烟气-空气换热器。实现了在烟气空气换热器中的换热板(管)两侧热媒的温度都在烟气露点以上，消除了烟气凝结为露珠的温度因素，从根本上解决了露点腐蚀问题。

防露点腐蚀空气预热器工作时，空气首先进入冷空气进口，在空气空气换热器内被热空气加热到烟气露点温度如100℃以上，然后先后进入的烟气空气换热器，吸收烟气热量，烟气温度降到能排放的150℃左右，空气则被加热到200℃左右，200℃的热空气进入空气空气换热器的一次热媒流道，加热冷空气后温度降低至130℃左右，然后进入第二烟气空气换热器的二次热媒流道与进入的预热器的高温烟气换热并最终通过热空气出口排出预热器。

由于在空气-空气换热器的冷空气进口装有流量调节阀，空气-空气换热器的二次热媒出口装有温度传感器，温度传感器通过控制设备与安装在冷空气进口的流量调节阀相连。可以根据温度传感器显示的温度调节进入换热器的冷空气流量以保证进入烟气-空气换热器的空气的温度在露点之上。

由于在连接空气-空气换热器二次热媒出口与烟气-空气换热器的二次热媒进口之间的空气通道内装有辅助电加热系统。可以在系统开始启动时加热进入烟气-空气换热器的空气使其温度达到露点之上。当设备正常运转后辅助电加热系统即可停止工作。

本发明有效的解决了烟气露点腐蚀问题，采用换热介质热空气作为中间介质，在空气低温时换热，而烟气换热区全部工作在烟气露点温度之上，有效的防止了烟气露点腐蚀。实施例4的预热器的换热区可分为三部分，可在厂内加工完成后，预热器整体现场组装，解决了设备大型化、运输困难而换热器加工要求高的问题。同时本设备结构简单，没有造价高、耗能大的中间系统，运行成本低、安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为夏季使用本发明的温度状态示意图，

图3为冬季使用本发明的温度状态示意图，

图4为本发明一个实例示意图，

图5为图4的左视图，

图6为图4的俯视图。

图中，1.冷空气进口，2.空气-空气换热器，3.高温烟气进口，4.第二烟气-空气换热器，5.热空气出口，6.烟气通道，7.空气通道，8.烟气-空气换热器，9.低温烟气出口。

具体实施方式

本发明的具体实施方式是，如图所示：

实施例1，一种防露点腐蚀空气预热器，其结构是：主要由将冷空气的预热到露点之上的空气-空气换热器2、预热后空气与烟气进行热交换的烟气-空气换热器8组成，空气-空气换热器的二次热媒出口与烟气-空气换热器二次热媒进口间、烟气-空气换热器二次热媒出口与空气-空气换热器一次热媒进口间均装有空气通道7，空气的流通路线为：冷空气进口1→空气-空气换热器二次热媒通道→烟气-空气换热器二次热媒通道→空气-空气换热器一次热媒通道→热空气出口5。如图4-6所示。本空气预热器适于在高寒地区使用-28℃的冷空气在空气-空气换热器被预热到42℃，然后进入烟气-空气换热器被锅炉烟气加热到112℃，112℃的热空气进入空气-空气换热器的一次热媒通道用来预热冷空气降温至40-50℃进入锅炉。锅炉烟气在烟气-空气换热器中由250℃降到180℃以下。进入烟气-空气换热器中空气温度为42℃，在露点之上因此不会对换热设备造成露点腐蚀问题。

实施例2，一种防露点腐蚀空气预热器，其结构是：主要由将冷空气的预热到露点之上的空气-空气换热器2、预热后空气与烟气进行热交换的烟气-空气换热器8、二次加热空气的第二烟气-空气换热器4组成，空气的流通路线为：冷空气进口1→空气-空气换热器二次热媒通道→烟气-空气换热器二次热媒通道→空气-空气换热器一次热媒通道→第二烟气-空气换热器二次热媒通道→热空气出口5，两个烟气-空气换热器一次热媒通道串联在一起。

实施例3，一种防露点腐蚀空气预热器，其结构为：由全焊接板式换热器组成的主要由将冷空气的预热到露点之上的空气-空气换热器2、预热后空气与烟气进行热交换的烟气-空气换热器8、二次加热空气的第二烟气-空气换热器4组成。所述的烟气-空气换热器为双流程，空气-空气换热器、第二烟气-空气换热器为单流程。其中空气-空气换热器二次热媒出口与烟气-空气换热器的二次热媒进口、烟气-空气换热器的二次热媒出口与空气-空气换热器一次热媒进口、空气-空气换热器一次热媒出口与第二烟气-空气换热器二次热媒进口之间均有空气通道7相连。连接空气-空气换热器二次热媒出口与烟气-空气换热器的二次热媒进口之间的空气通道内装有辅助电加热系统。两个烟气-空气换热器一次热媒通道串联在一起。空气-空气换热器的冷空气进口装有流量调节阀，空气-空气换热器的二次热媒出口装有温度传感器，温度传感器通过控制设备与安装在冷空气进口的流量调节阀相连。

实施例4，图1-3所示一种防露点腐蚀空气预热器，其结构为：包括三个并排的烟气空气换热用全焊式板式换热器板束，其第一板束与第二板束间、第二板束与第三板束间由烟气通道6将其一次热媒流道串联，第一板束为第二烟气-空气换热器，其一次热媒进口为高温烟气进口3，第二、第三板束为烟气-空气换热器，第三板束一次热媒出口为低温烟气出口10；其板束与第二板束的二次热媒流道与热空气冷空气换热用全焊式板式换热器2的一次热媒流道相连，热空气冷空气换热用全焊式板式换热器的二次热媒流道出口通过空气通道7与第三板束的的二次热媒流道的进口相连，第三板束的的二次热媒流道的出口通过空气通道与第二板束的的二次热媒流道的进口相连，热空气冷空气换热用全焊式板式换热器二次热媒进口为冷空气进口1，第一板束二次热媒出口为热空气出口5。在预热中各换热部位的温度状态如图2或图3所示。