[实用新型]一种热管空气预热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油炼制、石油化工领域管式加热炉所用的一种热管空气预热器。

背景技术

管式加热炉的燃料消耗在炼油装置能耗中占有相当大的比例，少则20％～30％，多则80％～90％。因此，提高管式加热炉的热效率，减少燃料消耗，对降低装置能耗具有十分重要的意义。在管式加热炉的各项热损失中，排烟热损失占有极大的比例，当炉子热效率较高(例如90％)时，排烟热损失占总损失的70％～80％；当炉子热效率较低(例如70％)时，排烟热损失占总损失的比例高达90％以上。因此设法降低管式加热炉的排烟温度，就能极大地提高加热炉热效率。目前在国内炼化企业中，最常用的方法是采用热管空气预热器由烟气直接预热空气来降低加热炉的排烟温度。该方法自成体系，不受工艺流程的约束，同时由于热管空气预热器具有体积小、质量轻、效率高等优点，使该方法迅速得到推广和应用。但降低排烟温度在技术上受到低温露点腐蚀因素的制约，目前很多加热炉烟气的酸露点温度在145℃左右，排烟温度在155℃左右，排烟温度继续降低就会在空气预热器换热面上产生低温露点腐蚀，造成换热面腐蚀穿孔，使管式炉不能正常运行。可以说，低温露点腐蚀已成为热管空气预热器降低管式炉排烟温度、提高热效率的主要障碍。为进一步提高管式炉热效率，亟需一种能耐低温露点腐蚀的热管空气预热器。

中国专利CN200510045230.0公开了一种“装有石墨热管的热管换热器”，提供了一种应用于制冷技术中能耐低温露点腐蚀的非金属石墨热管换热器，它包括上腔、下腔和石墨热管，上腔装有溴化锂溶液，下腔装有热流体，应用于油田污水废热驱动双吸收式制冷工艺。但上述石墨热管换热器属液-液(气)换热类型，不适合在石油炼制、石油化工领域管式加热炉上的气-气换热类型上应用。管式加热炉的气-气换热类型中烟气和空气传热系数都很小，为强化管外传热，必须采用扩面管(翅片管、钉头管等)；石墨热管作为非金属材料，机械强度较低，容易在运输、安装和使用过程中破损；石墨热管造价较高，一般为同等换热面积铸铁热管的3倍；石墨热管的上述问题需要进一步改进解决。

铸铁材料具有耐腐蚀、耐磨损的特点，可解决普通钢材在烟气低于露点温度条件下工作易受腐蚀的问题，同时可以解决普通钢材受含颗粒物烟气冲刷易磨损的问题，目前，用铸铁材料制造热管和热管空气预热器还没有相关报道。

实用新型内容

为了解决现有石墨热管换热器在加热炉预热段应用时传热效率低，石墨热管在运输、安装和使用过程中容易出现破损、造价较贵等技术问题，本实用新型提供了一种用于炼化企业管式加热炉的热管空气预热器。

本实用新型提供的热管空气预热器主要由壳体、上法兰、下法兰、中间管板、双金属热管组成；中间管板把壳体分成互不相通的两个腔体，分别为空气侧腔体和烟气侧腔体；双金属热管垂直穿过中间管板安装在壳体内，壳体、上法兰和下法兰通过螺栓连接组装为一体。

双金属热管主要由碳钢管段、铸铁管段、上封板、下封板和工质组成；双金属热管的碳钢管段位于空气侧腔体内，铸铁管段位于烟气侧腔体内。

作为进一步改进的方案，双金属热管管壁外侧安装有空气侧翅片和烟气侧翅片，空气侧翅片位于空气侧腔体内，烟气侧翅片位于烟气侧腔体内。

本实用新型工作时，空气在空气侧腔体两端进出，烟气在烟气侧腔体两端进出，空气和烟气通过双金属热管实现热交换。

采用本实用新型，具有如下有益效果：

(1)采用装有翅片的双金属热管，增大了烟气(空气)和热管的换热面积，强化了管外传热效果，实现了管式炉的气-气换热；同时烟气侧腔体采用铸铁材质，能耐较强的硫酸腐蚀，使管式炉烟气在温度低于酸露点情况下能够实现和空气的换热，为进一步降低管式炉排烟温度提高热效率创造了条件；

(2)采用铸铁金属材质不但能耐较强的硫酸腐蚀，而且机械强度较高，质地坚固耐磨，热管在运输、安装和使用过程中不易破损，使管式炉气-气换热能够长周期稳定运行；

(3)本实用新型造价低廉，只相当于同等换热面积石墨材料的1/3。

附图说明

图1是本实用新型热管空气预热器的结构示意图；

图2是图1中双金属热管的结构示意图。