抗露点腐蚀空气预热器

空气预热器是炼油厂加热炉节能降耗的重要设备，通过对炉内高温烟气与燃烧所用空气进行热交换，达到降低排烟温度，提高空气温度的目的，进而提高热效率，降低燃料消耗，减少有害气体(如二氧化硫、氮氧化物等)的排放。但过低的排烟温度会引起设备露点腐蚀，降低空预器使用寿命。为此，以避开烟气露点腐蚀，提升热效率为动力，推动了各种类型空气预热器功能的不断提升和完善，使得各种类型的空预器在炼油化工行业轮番应用，带动了空预器行业的发展。

抗露点腐蚀空气预热器，结构简单，烟气从侧面进出，根据加热炉的承载情况布置于加热炉顶部或底部，其核心技术就是抗露点腐蚀管--锡基合金复合材料，该材料具有钢材的强度和锡的抗腐蚀性，通过传热管外部翅片内部扰流子进行强化传热，效果理想。

与现有技术相比，热传导效率高，结构简单，制造方便。由于解决了露点腐蚀的难题，能将排烟温度降低到100°C以下，颠覆了传统空气预热器的设计理念，能根据环保和节能、工艺的要求，尽量低的设定排烟温度，提高加热炉热效率，减少碳排放。

二、 空气预热器的发展

围绕着降低露点腐蚀，提高热效率，各种空预器纷纷进行了改进，甚至跨类别进行复合，以适应炼油行业的发展。

1、管式空预器：近40 年来, 国内外对钢管换热器进行了大量的强化传热研究, 取得了丰硕的成果。目前已有的强化传热管技术不下百余种，通过强化传热能提高换热效率达50%以上，但抗露点腐蚀能力差，冷风端管壁金属温度低，存在典型的三角形区域腐蚀，由此演变出玻璃管或搪瓷管空气预热器，它是钢管空预器的升级产品，搪瓷管空气预热器在低温段钢管外表面烧镀搪瓷来防止低温露点的腐蚀,即在普通碳钢管外涂一层耐酸搪瓷。与碳钢管相比,传热系数相对降低率小于5%，搪瓷表面光滑,不易结垢和积灰,又耐磨损、抗腐蚀。但缺点也是明显的，一次投资过大，且制造工艺有待规范，搪瓷管如果存在针眼、掉瓷等缺陷，腐蚀依然不可避免。如果克服搪瓷管的制造、运输、安装方面存在的问题，应该有较强的发展空间。

2、热管空预器：热管空预器是六十年代出现的一种空气预热器，热管一般由管壳和内部工作液体(工质)组成。石化行业中常用的热管为常温热管，换热效果强，但工作温度一般为0-250℃，在高于300℃的烟气中应用效果较差，易出现爆管和产生不凝气。近几年，高温热管已经开始使用，另外根据热管和管式空预器的综合特性开发出复合式热管空气预热器，其工作原理是在高温部位用管式空预器进行热交换，在低温部位用热管进行热交换，有效避开烟气的露点腐蚀，已经得到应用，能在露点的临界点工作，将来的发展方向应该在传质上继续努力，解决好热管的不凝气的集聚，热管容易失效的问题。

3、水热媒空气预热器：利用除氧水或除盐水作热媒,建立一个闭路循环系统。为了防止烟气换热器发生

低温露点腐蚀 ,在水热媒空气预热器进口和循环水泵入口之间设置旁路调节阀，控制空气预热器的换热量，保证进烟气换热器热媒水的温度高于露点温度，即烟气换热器的*低壁温高于露点 (一般设计值)为130～150℃。水热媒空气预热器需要与装置外(或内)的水系统相连，因此流程长，在加热炉区要增加热水泵，旁路调节系统，安全阀等设备，增加了操作的复杂性。由于工质水的沸点只有100℃，加热后的空气温度不高，能量等级（火用值）低，今后的发展方向是从热媒介质上继续改进，目前发现有将水热媒空预器和管式空预器进行组合的实例，和热管空预器类似。

4、板式空气预热器：板式空气预热器采用单程强制换热，换热面积大，热效率高。目前针对大型换热器采用模块设计、分模块制造，便于运输、现场组装并可以单独更换模块。根据流体特点可实现十字流，错流、逆流、以及错流和逆流混合组合布置，以及单流程与多流程组合布置。根据烟气温度以及选用材料特点，可实现高温预热与低温预热多级组合布置。设备采用全焊式结构，密封性能好，很好的避免了介质的泄漏，板片焊接采用自动轮焊技术，并及时对焊接中跟踪定位、压紧以及检验，保证了板片的焊接质量。现状是易积灰，不易清洗，只能适合在洁净的燃烧环境下工作，另外压降大，靠铸造钢板厚度来延缓露点腐蚀。国外在使用该类空预器时，通常前置玻璃管以避免露点腐蚀。

5、回转式空气预热器：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，从而达到降低排烟温度，提高热风温度的预热作用。优点是换热系数强，缺点是漏风不可避免，安装制造较为复杂，与之配套的有润滑油系统，密封系统，漏风控制系统等辅助系统。针对电力锅炉技术的发展，由原来的二分仓发展成三分仓、四分仓。作为电厂大型机组配套的主流产品,目前仍是电力行业大容量机组采用的主要形式。短期内看不到重回炼油行业的迹象。

6、空预器性能比较

 传热性能

 投资费用

 抗腐蚀性能

 维护性能

 运行周期

 管式空预器

 一般

 中等

 一般

 良好

 短

 热管式空预器

 良好

 低

 较好

 良好

 短

 水热媒空预器

 一般

 中等

 较好

 一般

 长

 板式空预器

 良好

 中等

 一般

 一般

 短

 回转式空预器

 良好

 高

 一般

 复杂

 长

从上表中可以看出，各种空预器均有自己独特的一面，没有**的优势，针对此现象，本公司开发出抗露点腐蚀空气预热器，能将排烟温度控制在露点温度以下，免维护，长周期高效运行，国内刚进入起步阶段，已经申请了发明专利。

三、抗露点腐蚀空预器

1．抗露点腐蚀：由于换热管表面没有Fe原子，失去了露点腐蚀的动力，因此从根本上解决了露点腐蚀。

2．传热性能高；采用外翅片内扰流子的强化传热技术，相比搪瓷管，玻璃管空预器，传热效率提高30%以上，加上强化传热，比起一般管束式空气预热器可提高20%左右。

3．不易积灰；在250°以上区域采用翅片管，低温区域采用光管，抑制了低温区域灰垢的积累。

4．结构紧凑；比起铸铁、搪瓷管、水热媒空预器，体积重量减少50%以上，可任意放置在炉顶、地面。

5．压降小：传热效果的增强带来空预器的体积减小，进而换热面积减小，带动了空气侧、烟气侧的压降减小，不必更换现有风机。

6．投资性价比高：相对于其余形式的空预器，由于其使用周期长，重量轻，故一次性投资偏小，性价比超高。

四、技术经济指标：

1、        

预热器使用寿命12年以上；

2、        

排烟温度降到110℃；

3、        

投资回报期在一年以内。

五、性能试验

委托中科院对抗露点腐蚀空预器的传热管进行腐蚀测试，结果如下：

样品表面除少量盐垢外，无明显变化；与传统空预器钢管相比，相对腐蚀速度明显降低。

腐蚀性能测试：

本品在10%H2SO4中极化曲线         普通产品在10%H2SO4中极化曲线

 试样

 维钝电流/mAa/cm2

 腐蚀电流/ mAa/cm2

 腐蚀电位/-Mv

 每小时腐蚀速度/g/m2

 相对腐蚀速度

 抗露点腐蚀空预器

 1.7900

 0.0182

 -310.8

 0.182

 1

 普通空预器

 ---

 12.592

 -328.150

 130.122

 714.956

10%H2SO4中电化学测试结果

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