CN110966868A - 一种加热炉烟气余热回收装置及方法 - Google Patents

一种加热炉烟气余热回收装置及方法 Download PDF

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刘涛
袁成志
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Abstract

本发明属于化工领域，公开了一种加热炉烟气余热回收装置及方法，该加热炉烟气余热回收装置包括加热炉、烟道、空气预热器、第一引风机、烟囱、下行旁通烟道、第二引风机、风道、旁通风道、鼓风机。本发明通过采用增设下行旁通烟道和与之串联的引风机，实现了加热炉正常运行的前提下，加热炉余热回收系统中的空气预热器离线时，利用引风机的抽力，使烟气通过下行旁通烟道从较低的位置引入烟囱内，这样不仅降低了烟囱上CEMS与参比采样孔的设置高度，避免加设升降梯与折返梯或者降低升降梯高度，还可以有效降低烟囱总高度和烟囱筒体外径，进而有效减少平面占地和极大节省工程投资，具有较高的实用性和推广价值。

Description

一种加热炉烟气余热回收装置及方法
技术领域
本发明属于化工领域，更具体地，涉及一种加热炉烟气余热回收装置及方法。
背景技术
加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业中使用的工艺加热炉。加热炉性能优越，几乎参与了各类工艺过程，符合现代石油化学工业自动化、连续化、大型化的要求。在炼油化工装置中，加热炉的能耗占炼油总体能量的35％左右，降低加热炉能耗对降低炼油能耗有直接意义。余热回收作为加热炉研究的方向之一，已经广泛引起本领域技术人员的重视。在余热回收研究中，为提高加热炉的热效率通常需设置烟气余热回收系统。
在烟气余热回收系统中，一般采用空气预热器实现热烟气与冷空气的热交换从而降低加热炉的排烟温度，提高助燃空气的温度，以提高燃料的热效率。常规设置的烟气余热回收系统通常设有高空水平旁通烟道，以便在特定情况下切换自然通风时使用。根据《固定污染源烟气(SO2、NOX、颗粒物)排放连续监测技术规范》(HJ75-2017)的要求，如果设置高空水平旁通烟道，就需要在烟囱上较高的位置设置CEMS与参比采样孔，由此须增设升降梯、折返梯或盘梯，造成工程投资的增加和平面占地的扩大。因此发明提供一种新型的加热炉烟气余热回收工艺流程，降低各种工况下烟气入烟囱高度，减小烟囱直径，从而降低烟囱上CEMS与参比采样孔的高度，避免加设升降梯与折返梯，降低烟囱总高度，节省工程投资，减少平面占地和减少特种设备维护等，是具有积极意义的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加热炉烟气余热回收装置及方法，该装置在降低排烟高度、减小烟囱直径、避免加设升降梯与折返梯的同时，减少了炉区平面占地，节省巨额工程投资。
本发明一方面提供一种加热炉烟气余热回收装置，该加热炉烟气余热回收装置包括加热炉、烟道、空气预热器、第一引风机、烟囱、下行旁通烟道、第二引风机、风道、旁通风道、鼓风机；
其中，加热炉烟气出口与烟道连接，烟道分别与空气预热器烟气入口和下行旁通烟道入口连接；
空气预热器烟气出口依次与第一引风机和烟囱连接；
下行旁通烟道出口依次与第二引风机和烟囱底部连接；
鼓风机进口管线上设有吸风口，出口管线分别与空气预热器空气入口和旁通风道入口连接；
空气预热器空气出口和旁通风道出口连接，再依次与风道和加热炉空气入口连接；
加热炉烟气出口设有调节挡板，下行旁通烟道与空气预热器烟气入口分别设有第一密封挡板和第二密封挡板，旁通风道设有密封调节挡板。
本发明中，在鼓风机出口和空气预热器空气出口旁接有旁通风道，并在该旁通风道上设置有密封调节挡板，该旁通风道及其上的密封调节挡板的作用主要是在加热炉低负荷运行或者在空气温度过低时，使一部分空气走旁通，减少空气取热，提高热换面的温度，避免低温腐蚀。根据本发明，优选地，所述鼓风机为一台或并联的多台。为了更好的调节密封调节挡板，满足不同的工况需要，本发明中，所述空气预热器烟气出口优选设有壁温热电阻。
本发明中，在下行旁通烟道上设有第一密封挡板与第二引风机，不仅是为了便于检修空气预热器、鼓风机和第一引风机，同时当上述设备发生故障不工作时，可通过启动第二引风机，打开第一密封挡板，使烟气通过下行旁通烟道排入烟囱，，保证加热炉的正常在线运行。
本发明中，对加热炉、空气预热器等装置的设置没有特殊的要求，以本领域人员能实现本发明即可。
本发明另一方面提供一种加热炉烟气余热回收方法，该加热炉烟气余热回收方法在上述加热炉烟气余热回收装置内进行。
本发明中，该余热回收系统正常工作时，烟气从加热炉出口排出，经烟道进入空气预热器与空气换热，然后经第一引风机排入烟囱；空气从吸风口经鼓风机送入空气预热器与热烟气换热，然后经风道送入加热炉。具体优选地，当系统正常工作时，打开调节挡板和第二密封挡板，关闭第一密封挡板和密封调节挡板，烟气从加热炉出口通过烟道进入空气预热器，与空气换热后，通过第一引风机抽取进入烟囱；空气从吸风口进入鼓风机，并通过鼓风机送至空气预热器，在空气预热器内与来自加热炉的烟气换热，然后经风道送至加热炉。
本发明中，当空气预热器烟气出口壁温低于烟气露点温度时，通过控制密封调节挡板，使一部分空气走旁通风道，减少空气取热，提高热换面的温度，避免低温腐蚀。
根据本发明，优选地，当空气预热器烟气出口壁温低于烟气露点温度时，打开调节挡板与第二密封挡板，关闭第一密封挡板，调节密封调节挡板，烟气从加热炉出口通过烟道进入空气预热器，与空气换热后，通过第一引风机抽取进入烟囱；空气从吸风口进入鼓风机，鼓风机将一部分空气送至旁通风道，另一部分空气送至空气预热器，与来自加热炉的烟气换热，换热后的空气与来自旁通风道的空气在风道内混合后，经风道送至加热炉。
本发明中，为了保证加热炉的正常运作，优选地，当空气预热器、鼓风机和第一引风机中的至少之一不工作时，停止空气进料，打开调节挡板和第一密封挡板，关闭第二密封挡板，烟气从加热炉出口进入烟道，经烟道进入下行旁通烟道后，通过第二引风机抽取进入烟囱。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明通过采用增设下行旁通烟道和与之串联的引风机，实现了加热炉正常运行的前提下，加热炉余热回收系统中的空气预热器离线时，利用引风机的抽力，使烟气通过下行旁通烟道从较低的位置引入烟囱内，这样不仅降低了烟囱上CEMS与参比采样孔的设置高度，避免加设升降梯与折返梯或者降低了升降梯高度，还可以有效降低烟囱总高度和烟囱筒体外径，进而有效减少平面占地和极大节省工程投资，具有较高的实用性和推广价值。
(2)本发明通过设置旁通风道，由于加热炉低负荷运行或者进料空气温度过低的原因，导致空气预热器烟气出口壁温低于烟气露点温度时，仅部分空气进入空气预热器与烟气换热，另一部分空气通过旁通风道不进行换热直接进入加热炉内，减少空气取热，提高热换面的温度，避免低温腐蚀。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明的一个具体实施例的加热炉烟气余热回收方法的流程示意图。
附图标记说明：
1、加热炉；2、烟道；3、下行旁通烟道；4、烟囱；5、第一引风机；6、第二引风机；7、吸风口；8、鼓风机；9、风道；10、旁通风道；11、空气预热器；
101、调节挡板；102、第一密封挡板；103、第二密封挡板；104、密封调节挡板。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例1
本实施例采用如图1所示的流程示意图对加热炉烟气余热进行回收。
回收装置：该加热炉烟气余热回收装置包括加热炉1、烟道2、空气预热器11、第一引风机5、烟囱4、下行旁通烟道3、第二引风机6、风道9、旁通风道10、鼓风机8；
其中，加热炉1烟气出口与烟道2连接，烟道2分别与空气预热器11烟气入口和下行旁通烟道3入口连接；空气预热器11烟气出口依次与第一引风机5和烟囱4连接；下行旁通烟道3出口依次与第二引风机6和烟囱4底部连接；鼓风机8进口管线上设有吸风口7，出口管线分别与空气预热器11空气入口和旁通风道10入口连接；空气预热器11烟气出口设有壁温热电阻。空气预热器11空气出口和旁通风道10出口连接，再依次与风道9和加热炉1空气入口连接；加热炉1烟气出口设有调节挡板101，下行旁通烟道10与空气预热器11烟气入口分别设有第一密封挡板102和第二密封挡板103，旁通风道10设有密封调节挡板104。
回收方法：
(1)当设备正常运行时，打开调节挡板101和第二密封挡板103，关闭第一密封挡板102和密封调节挡板104，烟气从加热炉1出口通过烟道2进入空气预热器11，与空气换热后，通过第一引风机5抽取进入烟囱4；空气从吸风口7进入鼓风机8，并通过鼓风机8送至空气预热器11，在空气预热器11内与来自加热炉1的烟气换热，然后经风道9送至加热炉1。
(2)当空气预热器11烟气出口壁温低于烟气露点温度时，打开调节挡板101与第二密封挡板103，关闭第一密封挡板102，调节密封调节挡板104，烟气从加热炉1出口通过烟道2进入空气预热器11，与空气换热后，通过第一引风机5抽取进入烟囱4；空气从吸风口7进入鼓风机8，鼓风机8将一部分空气送至旁通风道10，另一部分空气送至空气预热器11，与来自加热炉1的烟气换热，换热后的空气与来自旁通风道10的空气在风道9内混合后，经风道9送至加热炉1。
(3)当空气预热器11故障时，停止空气进料，打开调节挡板101和第一密封挡板102，关闭第二密封挡板103，烟气从加热炉1出口进入烟道2，经烟道2进入下行旁通烟道3后，通过第二引风机6抽取进入烟囱4。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (7)

1.一种加热炉烟气余热回收装置，其特征在于，该加热炉烟气余热回收装置包括加热炉、烟道、空气预热器、第一引风机、烟囱、下行旁通烟道、第二引风机、风道、旁通风道、鼓风机；
其中，加热炉烟气出口与烟道连接，烟道分别与空气预热器烟气入口和下行旁通烟道入口连接；
空气预热器烟气出口依次与第一引风机和烟囱连接；
下行旁通烟道出口依次与第二引风机和烟囱底部连接；
鼓风机进口管线上设有吸风口，出口管线分别与空气预热器空气入口和旁通风道入口连接；
空气预热器空气出口和旁通风道出口连接，再依次与风道和加热炉空气入口连接；
加热炉烟气出口设有调节挡板，下行旁通烟道与空气预热器烟气入口分别设有第一密封挡板和第二密封挡板，旁通风道设有密封调节挡板。
2.根据权利要求1所述的加热炉烟气余热回收装置，其特征在于，所述鼓风机为一台或并联的多台。
3.根据权利要求1所述的加热炉烟气余热回收装置，其特征在于，所述空气预热器烟气出口设有壁温热电阻。
4.一种加热炉烟气余热回收方法，其特征在于，该加热炉烟气余热回收方法在权利要求1-3任意一项所述的加热炉烟气余热回收装置内进行。
5.根据权利要求4所述的加热炉烟气余热回收方法，其特征在于，当系统正常工作时，打开调节挡板和第二密封挡板，关闭第一密封挡板和密封调节挡板，烟气从加热炉出口通过烟道进入空气预热器，与空气换热后，通过第一引风机抽取进入烟囱；
空气从吸风口进入鼓风机，并通过鼓风机送至空气预热器，在空气预热器内与来自加热炉的烟气换热，然后经风道送至加热炉。
6.根据权利要求4所述的加热炉烟气余热回收方法，其特征在于，当空气预热器出口壁温低于烟气露点温度时，打开调节挡板与第二密封挡板，关闭第一密封挡板，调节密封调节挡板，烟气从加热炉出口通过烟道进入空气预热器，与空气换热后，通过第一引风机抽取进入烟囱；
空气从吸风口进入鼓风机，鼓风机将一部分空气送至旁通风道，另一部分空气送至空气预热器，与来自加热炉的烟气换热，换热后的空气与来自旁通风道的空气在风道内混合后，经风道送至加热炉。
7.根据权利要求4所述的加热炉烟气余热回收方法，其特征在于，当空气预热器、鼓风机和第一引风机中的至少之一不工作时，停止空气进料，打开调节挡板和第一密封挡板，关闭第二密封挡板，烟气从加热炉出口进入烟道，经烟道进入下行旁通烟道后，通过第二引风机抽取进入烟囱。
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