一种防低温腐蚀的空气预热器系统技术方案

一种防低温腐蚀的空气预热器系统，包括换热系统、热媒系统；所述换热系统包括烟气-空气换热器、烟气-热媒换热器、热媒-空气换热器，所述烟气-空气换热器、所述烟气-热媒换热器沿烟气流向依次设置在热炉烟道内，所述热媒-空气换热器设置在热炉烟道外；所述烟气-热媒换热器、热媒-空气换热器与热媒系统串接组成循环系统，通过所述烟气-热媒换热器将烟气热量传递给热媒，所述热媒-空气换热器的空气入口连接风机，外部空气经热媒-空气换热器一次加热后进入烟气-空气换热器，使空气温度高于含硫烟气露点温度，经高温烟气二次加热后用于助燃。能有效的防止低温腐蚀的现象发生，从而使空气预热器以够长周期在线运行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种加热炉余热回收系统换热设备，尤其涉及一种用于回收利用烟气中余热并 且可防低温腐蚀的空气预热器系统。
技术介绍
空气预热器是利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需空气以提高锅炉热效率的热交换设备。一般简称为空预器，可分为管箱式、回转式两种；管箱预热器工作原理较为简单，烟气从管箱外部流经，空气从管箱内部通过，通过温差不同传热，与省煤器、过热器等原理相同。回转式预热器的工作原理是预热器转子部件由数万计的传热元件组成，当空预器缓慢旋转，烟气和空气逆向交替流经空气预热器。蓄热元件在烟气侧吸热，在空气侧放热，从而达到降低锅炉排烟温度，提高热风温度的预热作用。现有的空预器容易产生低温腐蚀，影响了空预器的使用寿命，进一步影响了锅炉的使用寿命。低温腐蚀就是当锅炉尾部受热面(省煤器、空预器等)金属壁温低于烟气露点时，烟气中含有硫酸的水蒸气在壁面凝结所造成的腐蚀。低温腐蚀的形成燃料中的硫燃烧生成二氧化硫(S+02 = SO2)，二氧化硫在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫(2S02+02 = 2S03), SO3与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽(S03+H20 = H2SO4)，硫酸蒸汽的存在使烟气的露点显著升高，由于空预器中空气的温度较低，预热器区段的烟气温度不高，壁温常低于烟气露点，这样硫酸蒸汽就会凝结在空预器受热面上，造成硫酸腐蚀。低温腐蚀常发生在空预器上，但是当燃料中含硫量较高、过剩空气系数较大，烟气中SO3含量较高，露点升高，并且给水温度较低(汽机高加停用)时，省煤器管也有可能发生低温腐蚀。近年来，随着石化企业加工原油硫含量的上升，加热炉烟气中的SOx增加，使得烟气酸露点温度升高，导致加热炉余热回收系统换热设备腐蚀加剧，严重影响了加热炉长周期稳定运行。空预器防低温腐蚀技术目前采用的是热管式空气预热器、ND钢管式空气预热器、搪瓷管式空气预热器、硼硅玻璃管式空气预热器等，这几种技术均有各自的优缺点，但是它们都有一个无法克服的问题就是均不能实现空气预热器长周期在线运行，最长运行周期不超过三年，最短的在线运行五、六个月就会发生严重的低温腐蚀或设备损坏，导致空气预热器报废。其中，热管式空气预热器的工作原理是将管内注入1/3的可蒸发液体，然后将其抽成真空封闭，管子分上、下二段，用管板分隔布置，管子的下段走热烟气，利用烟气热量来加热管内的液体，使其蒸发并上升到管子上段与被加热空气进行传热，放出汽化潜热后汽体冷凝成液体后再下降到管子的下段继续与热烟气换热，蒸发后再上升到上段与被加热空气进行传热，如此往复循环从而实现烟气对空气的加热。因冷空气不与热烟气直接进行换热，从而避免了低温腐蚀现象的产生，但其在长周期运行中空气被吸入换热管内从而导致管内的真空度被破坏，使得管内汽化的蒸汽潜热不能传到管壁上，因而空气不能被继续加热，导致此热管式空气预热器失效。对于现常用的ND钢管式空气预热器、搪瓷管式空气预热器、硼硅玻璃管式空气预热器均是烟气与空气通过管壁间换热的，烟气从管内流动，空气在管外经过二次以上横向流动，实现空气与烟气之间的换热。其中，ND钢管式空气预热器的主要原材料是ND钢，ND钢是钢厂开发的一种抵御硫化物腐蚀的材料，但是ND钢钢管的价格昂贵，且此材料在低温腐蚀环境下实际在线运行时间也不会超过三年就会发生低温露点腐蚀而损坏。而搪瓷管式空气预热器是在烟气接触的管子侧镀上一层搪瓷来防止低温露点腐蚀，但在实际应用中受镀层厚薄不均、管子焊后镀层被破坏等原因影响，实际在线运行不长的一段时间后也相继发生低温露点腐蚀而损坏。硼硅玻璃管式空气预热器在实际应用中经常发生管板与硼硅玻璃管密封不严、漏烟、漏风以及玻璃管易碎等原因而无法长期在线运行。
技术实现思路
本技术的目的在于解决以下技术问题一、常用的管箱式空气预热器因待加热空气的温度较低，有时甚至低于含硫烟气露点温度，从而使烟气侧管壁容易因低温腐蚀而遭到破坏，从而导致停炉检修，甚至空气预热器报废的问题；二、采用热管式空气预热器在长周期运行中，空气易被吸入换热管内从而导致管内的真空度被破坏，使得管内汽化的蒸汽潜热不能传到管壁上，空气不能被继续加热，导致此热管式空气预热器失效的问题；三、采用ND钢管式空气预热器容易使其制造成本升高，且运行时间较长后也会发生低温露点腐蚀，从而导致空气预热器损坏的问题；四、采用搪瓷管式空气预热器在实际应用中受镀层容易厚薄不均、管子焊后镀层容易被破坏，导致实际在线运行不长的一段时间后也相继发生低温露点腐蚀而损坏的问题；五、采用硼硅玻璃管式空气预热器，则在实际应用中经常发生管板与硼硅玻璃管密封不严、漏烟、漏风以及玻璃管易碎等原因而无法长期在线运行的问题；六、现有的空气预热器不能有效解决低温腐蚀问题，给空气预热器及锅炉的使用带来不便，增加了空气预热器及锅炉的使用、维修成本。为解决上述技术问题，本技术提供一种防低温腐蚀的空气预热器系统，其能有效的防止低温腐蚀，以使空气预热器可长时间在线运行，降低了空气预热器及锅炉使用、维修的成本，提高了锅炉运行的可靠性。为达此目的，本技术采用以下技术方案一种防低温腐蚀的空气预热器系统，包括换热系统、热媒系统；所述换热系统包括烟气-空气换热器、烟气-热媒换热器、热媒-空气换热器，所述烟气-空气换热器、所述烟气-热媒换热器沿烟气流向依次设置在热炉烟道内，所述热媒-空气换热器设置在热炉烟道外；所述烟气-热媒换热器、热媒-空气换热器与热媒系统串接组成循环系统，通过所述烟气-热媒换热器将烟气热量传递给热媒，所述热媒-空气换热器的空气入口连接风机，外部空气经热媒-空气换热器一次加热后进入烟气-空气换热器，经高温烟气二次加热后用于助燃。所述热媒系统包括循环泵、膨胀罐、储存罐，其中循环泵、膨胀罐通过管线与烟气-热媒换热器、热媒-空气换热器串接组成循环回路；所述储存罐通过阀组连接膨胀罐和循环回路。进一步的，所述烟气-热媒换热器的热媒入口端与出口端设置有旁通调节阀。调节进入热媒-空气换热器的热媒温度，使之高于烟气露点温度。进一步的，所述阀组连接有齿轮泵，用于热媒系统内热媒的补充和导出。特别的，所述热媒系统热媒采用导热油，导热油是一种热量的传递介质，由于其具有加热均匀，调温控制温准确，能在低蒸汽压下产生高温，传热效果好，节能，输送和操作方便等特点，近年来被广泛应用于各种场合，而且其用途和用量越来越多。特别的，所述热媒系统热媒采用乙二醇水溶液。通过将热媒用余热烟气加热直至温度高于含硫烟气中露点温度，再用加热后的热媒加热冷空气，使被加热后的空气温度高于含硫烟气中露点温度，然后再送入到余热烟气中再进一步加热到所需要的热空气温度，因为进入烟气-空气换热器的空气的温度高于含硫烟气中露点温度，所以就不会出现低温腐蚀的现象，这样就延长了设备的使用寿命，而且通过烟气-热媒换热器对余热烟气进行进一步降温，这样使排入到大气的烟气温度降低，不仅节约了能源，还保护了环境。本技术的有益效果为通过将烟气-热媒换热器内的热媒用余热烟气加热，直至温度高于含硫烟气中露点温度，再用加热后的热媒加热冷空气，使被加热后的空气温度高于含硫烟气中露点温度，然后再送入到余热烟气中再进一步加热到所需要的热空气温度，这样进入烟气-空气换热器的空气的温度高于含硫烟气中露点温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防低温腐蚀的空气预热器系统，其特征在于，包括换热系统、热媒系统；所述换热系统包括烟气？空气换热器、烟气？热媒换热器、热媒？空气换热器，所述烟气？空气换热器、所述烟气？热媒换热器沿烟气流向依次设置在热炉烟道内，所述热媒？空气换热器设置在热炉烟道外；所述烟气？热媒换热器、热媒？空气换热器与热媒系统串接组成循环系统，通过所述烟气？热媒换热器将烟气热量传递给热媒，所述热媒？空气换热器的空气入口连接风机，外部空气经热媒？空气换热器一次加热后进入烟气？空气换热器，经高温烟气二次加热后用于助燃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆，
申请(专利权)人：碧海舟北京石油化工设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：