CN103185350A - 玻璃管空气预热器 - Google Patents

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刘树丹
周立波
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Abstract

本发明是有关于一种玻璃管空气预热器，其特征在于所述玻璃管的光管内部设置有不锈钢扭带，通过加强气体在光管的内膜扰流，增加光管的内膜换系数。藉此，本发明利用玻璃管预热器在烟气低温度的换热特点，降低排烟温度，减少积灰结垢以及降低烟气露点腐蚀。

Description

玻璃管空气预热器
技术领域
本发明涉及一种石化行业加热炉烟气余热回收领域。特别是涉及一种玻璃管空气预热器，利用出自加热炉的高温烟气和冷空气进行换热，烟气放热后温度下降，经由烟囱排放；冷空气吸收热量后温度升高，送入燃烧系统参与燃烧，从而降低烟囱的排烟温度，降低烟气露点腐蚀。
背景技术
随着炼油行业原料油性质日益变重，原料含硫量的不断增多，作为国内石化企业加热炉烟气余热回收的重点设备——空气预热器运行效果的优劣越来越受到企业的重视。在加热炉的生产运行中，空气预热器烟气流通通道往往因为烟气灰垢积累而发生堵塞的问题日益严重。烟气积灰结垢通常与燃料种类、燃烧特性、炉子热负荷、气流速度、受热面的结构布置等诸多因素有关。受热面一旦积灰，将会严重地影响受热面的传热效果。有统计显示：在对流面积灰严重的情况下，空气预热器的传热能力大约降低30％～50％，这将使加热炉的热效率降低5％以上；由于加热炉的燃料能耗占炼油企业总能耗的30％～40％，不难看出：烟气积灰结垢加大了企业能耗，影响了正常生产，缩短了开工周期。
近些年来，各地炼化企业节能减排工作的不断发展，要求加热炉的排烟温度越来越低，烟气的低温露点腐蚀问题日益突出。既然炼厂的一般燃料油或者燃料气中不可避免含有少量的硫，硫燃烧生成SO2，进一步生成SO3。当排烟温度降低到400℃以下时，SO3就与烟气中的水蒸气化合生成硫酸蒸汽。在排烟温度进一步降低过程中，硫酸蒸汽凝结下来逐渐冷凝成为液体。由于硫酸液体的存在，一方面烟气中的灰尘被粘附变成不易清理的湿灰、粘垢，造成烟气通道的堵塞；另一方面酸液腐蚀设备本体，导致钢结构发生化学腐蚀。
现有的空气预热器，烟气的积灰结垢和露点腐蚀问题严重并且，排烟温度较高，不能实现环保；不利于燃烧空气的温度。
由此可见，上述现有的空气预热器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种玻璃管空气预热器，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种玻璃管空气预热器，在玻璃管的光管内部设置有不锈钢扭带，通过加强气体在光管的内膜扰流，增加光管的内膜换系数，利用玻璃管预热器在烟气低温度的换热特点，降低排烟温度，减少积灰结垢以及降低烟气露点腐蚀。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种玻璃管空气预热器，所述玻璃管的光管内部设置有不锈钢扭带，通过加强气体在光管的内膜扰流，增加光管的内膜换系数。
本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的玻璃管空气预热管，其特征在于所述玻璃管为硼硅酸盐玻璃管。
对于出加热炉对流室的高温烟气，采用由扰流子空气预热器或者热管式空气预热器来吸收高温位的烟气热量(即烟气在300℃以上-180℃区间)，对于烟气低于180℃的热量，使用一种特殊的玻璃管空气预热器来吸收。由于烟气在此区间与冷空气换热后温度可能会到达或小于烟气露点腐蚀温度，所以烟气露点腐蚀造成的腐蚀设备本体、影响设备使用寿命的问题就暴露出来。使用这种特殊的玻璃管空气预热器就是作为解决烟气低温露点腐蚀的一件利器。
目前行业内大量应用的是玻璃管空气预热器，玻璃管是硅硼玻璃光管。可以承受一定的高温和温差的变化，在设计中通过合理的排管，来减少烟气积灰、堵灰等现象，达到改善传热的目的，另外在空气预热器内，烟气与空气的换热属于气体与气体的换热过程。在气-气传热过程中，光管内外侧流体的传热膜系数都是很小的。强化换热效果往往都是从增加内膜和外膜换热系数来考虑的，即从光管内外侧传热系数同时强化的。原有的玻璃管技术是光管横向布局，换热系数小，以φ60x3的光管长度2.5米为例：换热系数K＝2.23W/m2.℃.
借鉴传统扰流子的结构型式，本发明的玻璃管是在光管内部加入一个不锈钢扭带，通过加强气体在光管的内膜扰流，来增加管子的内膜换热系数。研究表明：仅采用扰流子强化管内传热技术，就可以是换热系数增加约1/3。
如果在光管外面采用缠绕翅片的翅片管扰流子型式的空气预热器，对于烧燃料油的加热炉，在使用初期换热效果很好；随着烟气滞留在翅片造成积聚，使用后期换热效果便急剧下降。采用各种吹灰器都不能从根本上解决翅片积灰的问题。正是出于上述考虑，本发明的玻璃管才采用在光管内部加入一个不锈钢扭带，外面是光管的型式。内部扰流增加换热效果，外部光管减少烟气积灰。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明玻璃管空气预热器至少具有下列优点及有益效果：本发明是在玻璃管的光管内部设置有不锈钢扭带，通过加强气体在光管的内膜扰流，增加光管的内膜换系数，利用玻璃管预热器在烟气低温度的换热特点，降低排烟温度，减少积灰结垢以及降低烟气露点腐蚀。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明玻璃管空气预热器的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的玻璃管空气预热器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1所示，为本发明玻璃管空气预热器的结构示意图。玻璃管空气预热器的玻璃管的光管1内部设置有不锈钢扭带2，通过加强气体在光管的内膜扰流，增加光管的内膜换系数。在本发明中，玻璃管为硼硅酸盐玻璃管。
本发明以某一加热炉余热回收项目为例，来说明具体在的使用时的情况。
出自加热炉对流室的高温烟气从上部进入复合式空气预热器，依次流过扰流子预热器，热管预热器，玻璃管预热器，高温烟气经过不断的释放热量，温度降低后从烟囱排出；外界冷空气从下部依次进入玻璃管预热器、热管预热器、绕流子预热器，不断吸收高温烟气的热量，温度升高被送进热风系统在燃烧器内参与燃料的燃烧过程。
来自加热炉对流室的370℃高温烟气，从上部进入复合式空气预热器。首先经过扰流子空气预热器，在扰流子空气预热器内，高温的烟气与低温空气进行换热，经过热交换后，烟气降温到260℃左右，进入热管式空气预热器。在热管式空气预热器内，260℃的高温烟气再次与低温空气进行换热，经过放热，烟气降温到180℃左右，进入玻璃管预热器。在玻璃管预热器中，180℃的高温烟气与低温空气进行换热，再次经过放热，烟气降温到120℃左右，由引风机引入烟囱排放。由于无机玻璃材料对付烟气的低温露点腐蚀非常有效，所以选用光管1内部设置有不锈钢扭带2的玻璃管，进一步降低排烟温度。
实施例一
高温烟气370℃→扰流子预热器→热管预热器→玻璃管预热器→排放烟气120℃
空气290℃←扰流子预热器←热管预热器←玻璃管预热器←外界空气20℃
由上可知，正是利用高温烟气与外界低温冷空气的将近350℃温度差作为换热的动力，烟气流经扰流子预热器、热管预热器、玻璃管预热器，直至被排放，烟气的温度从370℃一步一步地下降到了120℃；与此相应，外界冷空气依次经过玻璃管预热器、热管预热器、扰流子预热器直到被送入燃烧系统参与燃烧过程，温度不断上升直到290℃。在加热炉的燃烧过程中，热风的温度越高，越有利于燃料的燃烧。因为高温热风对于燃烧是一种高品质的热焓贡献，相比于低温空气，相当于减少了燃料的使用量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种玻璃管空气预热器，其特征在于所述玻璃管的光管内部设置有不锈钢扭带，通过加强气体在光管的内膜扰流，增加光管的内膜换系数。
2.根据权利要求1所述的玻璃管空气预热管，其特征在于所述玻璃管为硼硅酸盐玻璃管。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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