空氣預熱器的改造

煉油技術(shù)與工程2011年7月PETROLEUM REFINERY ENGINEERING第41卷第7期能量利用空氣預熱器的改造廖艷玲(中國石化青島煉油化工有限責任公司,山東省青島市266500)摘要:介紹了中國石化青島煉油化工有限責任公司余熱回收系統的空氣預熱器的改造情況,分析了如何通過(guò)對空氣預熱器的改造來(lái)降低余熱回收系統排煙溫度,從而提高加熱爐的熱效率。改造后,煙氣排煙溫度比改造前降低30℃左右,空氣所獲得的能量比更換熱管前有較大提高,節能效果顯著(zhù)。關(guān)鍵詞:空氣預熱器余熱回收系統排煙溫度熱效率青島煉油化工有限責任公司4.10M/a柴油或燃料油中含有少量的硫,使得燃燒后的煙氣中加氫和0.60Mt/a煤油加氫聯(lián)合裝置的三臺加熱含有部分SO2,燃燒室中過(guò)量的氧氣使部分SO2爐(柴油加氫反應加熱爐113F101、柴油加氫分繼續氧化生成SO3。據資料介紹2,在通常的過(guò)餾重沸爐1113F201、煤油加氫反應加熱爐?？諝庀禂禇l件下,煙氣中的SO2大約有1%115101)共用一套余熱回收系統,三臺加熱爐3%轉化成SO3,SO3將與水蒸氣化合生成硫酸蒸對流室出口煙氣匯成一路進(jìn)入一臺熱管空氣預熱氣,當硫酸蒸氣凝結到受熱面上時(shí)就會(huì )發(fā)生低溫器加熱助燃空氣?？諝忸A熱器的排煙溫度較高,硫酸腐蝕,這屬于露點(diǎn)腐蝕。硫酸液體還會(huì )黏附達163~170℃,需要進(jìn)行改造。煙氣中的灰形成不易清除的黏灰,使煙氣通道不暢甚至堵塞。為了延長(cháng)空氣預熱器的使用壽命,1熱管煙氣余熱回收系統的原理減緩煙氣露點(diǎn)腐蝕,設計的煙氣出口溫度應該高熱管煙氣余熱回收系統是將對流室出口煙氣于露點(diǎn)溫度,而露點(diǎn)溫度主要由燃料氣中的硫含經(jīng)煙道引人熱管空氣預熱器與空氣換熱煙氣放量來(lái)決定。熱降溫后,通過(guò)引風(fēng)機加壓經(jīng)加熱爐煙囪排出;空氣由鼓風(fēng)機送入熱管空氣預熱器,吸熱升溫后進(jìn)空氣預熱器改造前的運行狀況入加熱爐風(fēng)道,供加熱爐燃燒。煙氣放熱,空氣吸青島煉油化工有限責任公司的三臺加熱爐共熱就實(shí)現了煙氣余熱的回收用的熱管空氣預熱器的設計性能參數見(jiàn)表1(空熱管煙氣余熱回收系統由熱管空氣預熱器、氣預熱器按最大負荷工況進(jìn)行設計,正常操作工低頻聲波除灰器煙氣系統空氣系統及控制系統況下空氣的旁通流量為零)。組成。為了更好地監測加熱爐的燃燒情況,及時(shí)調熱管是空氣預熱器的核心元件,由殼體和工整操作以提高加熱爐的熱效率,在空氣預熱器運質(zhì)兩部分組成。為了強化傳熱殼體表面安裝翅行期間由淄博北岳設備防護工程有限公司每月對片以增大傳熱面積。熱管工質(zhì)的主要成分是水,加熱爐的燃燒效率與煙氣主要成分進(jìn)行檢測其工質(zhì)在加熱段吸收高溫煙氣放出的熱量,由液態(tài)中2010年1月27日的 Testo335型煙氣分析儀變成氣態(tài),上升至上部壓力較低的冷卻段,被空氣測試數據見(jiàn)表2。吸收熱量后冷凝成液態(tài),在重力作用下返回加熱段,如此循環(huán)往復,將煙氣熱量傳遞給燃料燃燒所收稿日期:2011-01-10用空氣,達到能量回收的目的。作者簡(jiǎn)介:廖艷玪2005年畢業(yè)干江T業(yè)學(xué)腔過(guò)程裝備與熱管空氣預熱器利用高溫煙氣放出的熱量控制工程專(zhuān)業(yè)中國煤化工美系電話(huà)因此煙氣出口溫度較低比較好,但是由于燃料氣13969734493,ECNMHG煉油技術(shù)與工程2011年第41卷表1空氣預熱器的設計參數為141℃,但是表2中從煙氣測試數據中可以看Table 1 Design parameters of air preheater出,空氣預熱器的實(shí)際排煙溫度為163.3℃,煙氣改造前改造后后中的SO2質(zhì)量濃度為0μg/g,說(shuō)明燃料氣中的硫煙氣流量/(kg·h-1)68472很少,因此煙氣的實(shí)際排煙溫度可以接近設計溫煙氣入口/出口溫度氣334/141270/110空氣流量/(kg·h-1)6004836943度而不用擔心露點(diǎn)腐蝕?？諝馊肟?出口溫度/℃空氣預熱器改造前通過(guò)DCS取得其換熱溫煙氣阻力降/Pa度參數,其中2010年1月和2月的一些操作參數空氣阻力降/P如表3所示。換熱面積/m257445744換熱量/MW2.180從表1和表3的數據可以看出空氣預熱器的設計參數與實(shí)際運行的參數相差較大,換熱的效從表1可以看出空氣預熱器的排煙設計溫度率低,因此空氣預熱器有改造的必要。表2煙氣測試數據Table 2 Test data of flue gas檢測位置溫度/℃溫度/℃M(O2),%(CO2)排煙w( CO)/ w(NO)/ w(NO2)/ w( S02)/·g1113F101東爐對流室出16.11113F101西爐對流室出14.01113F201對流室出163.316.41.9310.80008824000000001115F101對流室出163.314.2表3改造前空氣預熱器溫度參數度1mm。每組迎風(fēng)面管數為25/26(錯排布置),Table 3 Tof air preheater before總計852根revamping此次空氣預熱器的改造主要采用以下措施保時(shí)間01-240l-2601證熱管空氣預熱器高效安全穩定運行空氣入口溫度17.817.51(1)為了防止低溫露點(diǎn)腐蝕,后9排熱管空氣出口溫度145.6141.3141.3140.0144.2煙氣人口溫度286.6267.62712278.9276.2(226根)采用ND鋼。煙氣出口溫度163.9169168.2165.0170.62)熱管空氣預熱器在中隔板(中隔板厚度為40mm)處采用錐面線(xiàn)密封,采用彈簧壓緊,可為了降低煙氣余熱回收系統的排煙溫度提拆漏風(fēng)(總漏風(fēng)量小于0.5%),又便于熱管以防」3空氣預熱器的改造及其分析3)熱管采用復合式真空機組抽真空制作高加熱爐的熱效率委托三維石化工程有限公司充人的工質(zhì)含有鈍化劑,水工質(zhì)為電子級純水,封對空氣預熱器進(jìn)行設計改造改造后空氣預熱器口用氬弧焊,質(zhì)量穩定可靠,可以有效防止管內不設計性能參數見(jiàn)表1。凝氣體產(chǎn)生,避免長(cháng)周期運行熱管失效,保證產(chǎn)品從表1中的數據可以看出依據空氣預熱器質(zhì)量穩定,使用壽命長(cháng)。前兩年運行的參數測定,此次改造后的空氣預熱(4)為了提高熱管傳熱效率,減少熱阻,熱管器的性能參數和改造前的性能參數變化很大,改翅片采用的高頻焊繞片形式,其焊著(zhù)率達95%造后的空氣預熱器設計排煙溫度為110℃。以上。2010年3月29日停用煙氣余熱回收系統2010年4月3日空氣預熱器的熱管更換完交付施工。從前面的分析知道熱管是空氣預熱畢,重新投用空氣預熱器。在DCS上取得改造后器的核心元件,因此空氣預熱器的改造主要是更空氣預熱器的換熱溫度參數見(jiàn)表4換熱管,將原先設計的高溫熱管全部更換為普通比較表3和表4的數據可以看出,預熱器改低溫熱管。改造后,熱管基管外徑d38mmx造后的排細溫山種生前畫(huà)年20℃左右,空氣所3mm,翅片外徑74mm,煙氣側翅片間距6mm,獲得的能中國煤化高,節能效果翅片厚度1.2mm;空氣側翅片間距4mm,翅片厚很顯著(zhù)。CNMH煙溫度的設計第7期廖艷玲空氣預熱器的改造值為l10℃,而實(shí)際值為138℃,實(shí)際值與設計值為210℃,現場(chǎng)實(shí)際測量溫度僅為159℃,遠遠低還有較大的偏差,經(jīng)分析發(fā)現存在如下問(wèn)題:于設計溫度。通過(guò)現場(chǎng)調節爐膛負壓發(fā)現,隨著(zhù)表4改造后空氣預熱器溫度參數爐膛負壓增高,煙氣出口溫度也隨著(zhù)增髙,有時(shí)可Table 4 Temperatures of air preheater以達到170℃左右。經(jīng)過(guò)分析,預熱器箱體內有after revamping℃可能有預熱后的空氣竄入煙氣中,出現煙氣流量04-0604-0704-0804-090-10增大,排煙溫度增高的現象?？諝馊肟跍囟?2.315.411.312.414.8空氣出口溫度1474148.2148.2143.3147.74)熱管安裝前銹蝕較為嚴重。熱管在安裝煙氣入口溫度90.5285.9291.2287.8287.2前放置時(shí)間較長(cháng),該熱管為20年10月份制作煙氣出口溫度137.2138.1138.9136.7135.9完成,2010年4月份安裝,在安裝前熱管外壁已1)實(shí)際操作工況與設計工況存在一定的偏經(jīng)出現較為嚴重的銹蝕現象這會(huì )造成熱管自身差。設計煙氣入口溫度為270℃,煙氣流量為導熱能力的下降,因此預熱器煙氣出口排煙溫度42903kgh;空氣人口溫度為20℃,空氣流量為會(huì )有所增高。36943kg/h;現場(chǎng)實(shí)際操作數據經(jīng)過(guò)計算后為煙(5)熱管積灰。由于最后幾級熱管處于低溫氣入口溫度293℃,煙氣流量為35378kg/h;空區,長(cháng)時(shí)間運行后可能存在輕度的積灰現象。熱氣人口溫度為39.6℃,空氣流量為32932kg/h;管表面積灰積垢,會(huì )大大降低熱管的傳熱能力。因設計基礎數據的偏差,造成排煙溫度較原設計排煙溫度提高約27℃,原設計溫度為110±104降低煙氣排煙溫度的措施℃,目前的結構數據計算后排煙溫度為127±5通過(guò)改造,可總結降低煙氣排煙溫度,提高熱℃。平均傳熱溫差降低,因此造成預熱器排煙溫效率的有效方法主要是:空氣預熱器的熱管采用度與設計溫度偏差較大的現象。防止低溫露點(diǎn)腐蝕的熱管;在運行余熱回收系統(2)現場(chǎng)測溫的儀表存在一定偏差?，F場(chǎng)儀時(shí),防止余熱回收系統泄漏,有問(wèn)題及時(shí)整改;日表柴油加氫加熱爐煙氣出對流室溫度為284℃,常運行中定時(shí)吹灰;同時(shí)加強對整個(gè)余熱回收系煤油加氫加熱爐煙氣出對流室溫度為364℃,經(jīng)統的保溫措施。過(guò)混合后煙氣溫度下降到273℃,經(jīng)過(guò)對煙氣量參考文獻及兩臺加熱爐出口溫度進(jìn)行核算后,實(shí)際煙氣溫(1吳力明熱實(shí)煙氣余熱回收系統運行[.節能,02,度約為293℃左右。較設計溫度超出20℃左右。22(6):36-37(3)預熱器箱體內有可能存在密封問(wèn)題。按2]中國石油化工集團公司人事部煉油基礎知識[M].北京:照設計的計算結果,空氣經(jīng)過(guò)預熱后出口溫度約中國石化出版社,2009:199200(編輯董海青)Revamping of air preheaterLiao YanlingSINOPEC Qingdao Refining chemical Co, Ld., Qingdao, Shandong 266500)Abstract: The revamping of air preheater in the waste heat recovery system of a 4. 1 MM TPY diesel hy-drotreating unit in SINOPEC Qingdao Refining Chemical Co., Ltd. was introduced. An analysis was per-formed on how to revamp the air preheater to reduce flue gas emission temperature of waste heat recovery sys-is about 30 C lower than that before the revamping, the thermal enel, the lue gas emission temperaturetem so as to improve the thermal efficiency of fired heaters. After revampingthan that before replacement of pre- heater tubes and energy saving is signi中國煤化工Key Words: air preheater, waste heat recovery system, flue gas emisC MH Iciency