CN206929799U - 一种防止空气预热器出现酸露点腐蚀的装置 - Google Patents

Abstract

一种防止空气预热器出现酸露点腐蚀的装置，空气预热器高温段设有高温空气旁路管线和鼓风机入口连通；而鼓风机出口和空气预热器低温段空气入口连通；空气预热器低温段空气出口和空气预热器高温段空气入口连通；同时在空气预热器低温段烟气进、出口侧分设酸气露点分析仪、温度传感器；空气预热器低温段空气出、入口侧均设有温度传感器；所述酸气露点分析仪、温度传感器均和温度设定值计算器连接，而温度设定值计算器和温度控制器连接，温度控制器和所述旁路调节阀连接。本实用新型只需对现有设备增加高温空气旁路及增加酸气露点分析仪，系统改造量小，改造运行维护成本低，具有良好的推广应用价值。

Description

一种防止空气预热器出现酸露点腐蚀的装置

技术领域

本实用新型涉及空气预热器技术领域，具体涉及一种针对烟气余热回收装置中防治空气预热器低温段出现酸露点腐蚀的装置。

背景技术

空气预热器作为大型化工企业中加热炉或裂解炉烟气余热回收系统中的重要设备。主要用于回收高温烟气的热量，来加热冷的燃烧空气，对提高系统的热效率，节约燃料发挥了重要作用。目前空气预热器主要有：热管式空气预热器、回转式空气预热器及全焊接板式空气预热器。专利ZL200510076874.6所提出的一种新型全焊接板式空气预热器，具有传热效率高、压降低、结构紧凑、不易积灰、检修方便等特点，可满足大型现代化工业装置及先进工艺技术对设备性能和高可靠性的要求。

近年来，随着国家节能减排政策不断推行，对加热炉等设备的排烟温度要求越来越低，进而使得烟气余热回收系统的低温露点腐蚀问题日益突出。而原油品质的下降、原油中含硫量的不断上升是导致设备出现低温露点腐蚀的根本原因。为保证烟气出口温度符合国家标准，炼油厂逐渐采用传热效率高的全焊接板式空气预热器，该类产品主要采用的传热元件是厚度约为1.0mm的板片，其耐腐蚀性能较低，为提高设备可靠性，增强设备抗腐蚀性能，制造厂多数通过提高板片材质来延长设备的使用周期，这必然造成设备的制造和更换的成本增加，没有根本上解决问题。

通常工厂内一般燃料油或燃料气中均含有部分硫，当其燃烧后生成SO₂，进一步氧化为SO₃，当烟气温度下降后，烟气中水分出现凝结，与SO₃结合生成硫酸液滴，与烟尘一起粘附在板片上，不仅导致设备板束内流通面积变小，而且硫酸具有腐蚀性，使得设备发生化学腐蚀。

空气预热器发生化学腐蚀的主要原因是：低温段空气预热器是高温烟气（约200℃）与低温空气（约30℃）进行换热，而传热元件的金属壁温通常由低温侧介质所决定，其温气度低于烟中酸气的露点温度，因此，当烟气中硫酸蒸汽遇到温度较低的传热元件壁面，必然出现凝结，导致传热元件出现低温露点腐蚀，造成设备失效。

专利200720076364.3提出了一种采用水热媒技术的空气预热器，该方法避免了烟气与空气侧传热元件的直接接触，通过水作为中间媒介进行传热，解决了低温露点腐蚀的问题；专利201210106431.7提出了采用导热油作为中间媒介的方案，同样达到了目的。该类型解决方案均是通过间接换热的方式来避免低温露点腐蚀，但是存在系统设计复杂，辅助设备较多，投资较大等问题，实际应用价值较小。

专利201020157115.9提出了一种新型防露点腐蚀的空气预热器，主要通过在低温段空气预热器入口增加前置空气预热器，将空气温度预热到露点温度以上，从而防止低温露点腐蚀；专利201120454055.1和专利201120454053.2均提出了一种组合式空气预热器；通过改变设备结构尽管能够提出一种解决低温露点腐蚀的方案，但由于部分类型设备结构复杂、实施难度较大等问题，尤其在设备改造等情况下应用难度大，因此在实际中均未得到应用。

实用新型内容

本实用新型提供一种防止空气预热器出现酸露点腐蚀的装置，解决空气预热器低温段出现低温露点腐蚀的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种防止空气预热器出现酸露点腐蚀的装置，包括空气预热器高温段和低温段，所述空气预热器高温段设有高温空气旁路管线和鼓风机入口连通，将空气预热器高温段出口高温空气通过旁路调节阀及流量计引入鼓风机入口，与低温空气直接混合；而鼓风机出口和空气预热器低温段空气入口连通；空气预热器低温段空气出口和空气预热器高温段空气入口连通；同时在空气预热器低温段烟气进、出口侧分设酸气露点分析仪、温度传感器；空气预热器低温段空气出、入口侧均设有温度传感器；所述酸气露点分析仪、温度传感器均和温度设定值计算器连接，而温度设定值计算器和温度控制器连接，温度控制器和所述旁路调节阀连接。

本实用新型在不改变原有设备的基础上，只需增加一条空气旁路管线及相关控制系统，即可解决空气预热器出现低温露点腐蚀的问题，设备结构形式不发生变化，烟风道接口方位不需要调整，现场施工量小，对于旧设备改造所存在的现场改造空间小、管口位置调整困难等问题，具有推广应用价值。

本实用新型实施难度小，投资少，易实现，不仅可以在新建装置中得到应用，而且在旧装置改造项目中更加容易实现。

附图说明

图1为本实用新型系统流程框图；

图2为本实用新型温度控制器设定值计算流程图；

图3为本实用新型温度控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

参照图1，一种防止空气预热器出现酸露点腐蚀的装置，包括空气预热器高温段和低温段，所述空气预热器高温段设有高温空气旁路管线和鼓风机入口连通，将空气预热器高温段出口高温空气通过旁路调节阀及流量计引入鼓风机入口，与低温空气直接混合；而鼓风机出口和空气预热器低温段空气入口连通；空气预热器低温段空气出口和空气预热器高温段空气入口连通；同时在空气预热器低温段烟气进、出口侧分设酸气露点分析仪、温度传感器；空气预热器低温段空气出、入口侧均设有温度传感器；所述酸气露点分析仪、温度传感器均和温度设定值计算器连接，而温度设定值计算器和温度控制器连接，温度控制器和所述旁路调节阀连接。

所述高温空气旁路，即将空气预热器高温段出口的高温空气部分引入到鼓风机的入口，与冷空气直接接触换热，提高传热效率，同时可省去其他方案中提到的前置空气预热器，降低设备改造成本。

所述酸气露点分析仪，也可采用烟气分析仪代替，该设备主要功能是通过电导传感技术对烟气中SO₃（或者说硫酸蒸汽）的实时监测，可返回烟气中SO₃（或者说硫酸蒸汽）含量、H₂O的含量、酸露点温度、烟气温度等参数，并输出4~20mA标准信号，可直接被DCS（集散控制系统）等控制设备所接受。

所述温度设定值计算器和温度控制器，均可在控制器中进行软件编程实现，控制器可采用DCS或PLC（可编程控制器），可根据现场实际情况选用不同类型的控制器。

温度控制器可采用常规比例积分微分（PID）控制器，通过调节旁路空气的流量，保证混合后空气温度高于烟气露点温度。

所述空气预热器低温段空气进、出口、烟气出口设置的温度传感器位置通常在旧设备中已经设置，可直接使用。

所述旁路调节阀，选用电动或气动蝶阀，具体阀门尺寸及执行器类型可根据需要选择。

图2为温度设定值计算器计算流程图。该部分计算模块在控制系统（DCS或PLC系统）中完成，主要采集来自现场的空气预热器低温段空气进、出口温度、烟气进、出口温度，通过金属壁温计算模块，实时计算得到低温段空气预热器传热元件的金属壁温；接着与来自酸气露点分析仪的露点温度进行计算，最终得出空气预热器低温段入口空气温度设定值，送入温度控制系统。

图3为本实用新型的温度控制系统流程图。

该温度控制系统采用常规闭环温度控制系统，通过采集低温段空气预热器入口空气温度与计算得到的设定值进行对比，送入温度控制器中，经过计算得到高温空气旁路调节阀开度值，调节混入低温空气的高温空气流量，最终达到调节进入低温段空气预热器空气温度的目的。

本实用新型的工作过程：

低温空气在进入鼓风机之前与高温空气旁路来的高温空气混合，混合后空气温度上升，进入空气预热器低温段，在空气预热器低温段与来自空气预热器高温段的烟气进行换热，换热后的空气直接进入空气预热器高温段，与来自加热炉的高温烟气换热，换热后大部分高温空气被送往加热炉燃烧，少部分经过高温空气旁路进入鼓风机入口。

设置在DCS或PLC上的温度控制器依据酸气露点分析仪露点温度和温度传感器的空气温度调节旁路调节阀，保证进入空气预热器低温段传热元件金属壁温高于酸露点温度。通常情况下，在设备负荷不发生变化时，烟气酸露点温度变化较小，设备运行稳定，当工况发生变化，烟气酸露点温度会随负荷的变化而变化，因此，温度控制器则根据露点温度的变化，相应调整旁路调节阀的开度，保证进入低温段空气预热器的空气温度高于酸露点温度，防止设备出现露点腐蚀。

Claims (1)

1.一种防止空气预热器出现酸露点腐蚀的装置，包括空气预热器高温段和低温段，其特征在于：所述空气预热器高温段设有高温空气旁路管线和鼓风机入口连通，将空气预热器高温段出口高温空气通过旁路调节阀及流量计引入鼓风机入口，与低温空气直接混合；而鼓风机出口和空气预热器低温段空气入口连通；空气预热器低温段空气出口和空气预热器高温段空气入口连通；同时在空气预热器低温段烟气进、出口侧分设酸气露点分析仪、温度传感器；空气预热器低温段空气出、入口侧均设有温度传感器；所述酸气露点分析仪、温度传感器均和温度设定值计算器连接，而温度设定值计算器和温度控制器连接，温度控制器和所述旁路调节阀连接。