[发明专利]用于烟气换热器的防露点腐蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及换热器的防腐蚀领域，具体涉及一种用于烟气换热器的防露点腐蚀方法。

背景技术

在化工、冶金等企业中，加热炉、锅炉等工业炉窑往往要消耗大量的燃料，是重要的能耗设备。因此回收燃料燃烧所产生的烟气中的余热成为这些企业的节能降耗的重点，其中空气预热器的应用是一种常用的余热回收技术，空气预热器一般简称空预器，其通过热交换回收烟气中的余热并用于预热进入该工业炉窑前的空气，从而提高该工业炉窑的热效率，减少其燃耗。

目前常用的空气预热器有管式空气预热器和回转式空气预热器。管式空气预热器的主要传热部件是薄壁钢管。钢管彼此之间垂直交错排列，两端焊接在上下管板上。管式空气预热器在管箱内装有中间管板，烟气顺着钢管上下通过预热器，空气则横向通过预热器，完成热量传导。回转式空气预热器是利用烟气和空气交替地通过金属受热面来加热空气。

公开号为1412475的中国专利申请披露了现有技术中一种主要用于空气预热器的分体式热管换热器，见图1，其换热管被分为了蒸发段1和冷凝段2，冷凝段2的位置高于蒸发段1，且两者间分别由蒸汽上升管3和冷凝水下降管4相连。作为换热介质和中间热载体的水在蒸发段1的换热管中与高温烟气发生热交换而沸腾蒸发，形成的水蒸汽通过蒸汽上升管3进入冷凝段2的换热管中，与待预热的空气发生热交换后冷凝成水，水在重力作用下通过冷凝水下降管4又流回蒸发段1的换热管中，形成了闭合的循环。这种分体式的空气预热器的优点在于利用了水和水蒸汽相变的汽化潜热来传递热量，传热效率高，且可用较小的蒸汽流量来传递大量热量，因此空气预热器可以设计制作的非常紧凑；将需要进行热交换的冷热介质彻底分开的分体式结构布置灵活，应用范围更为广泛。然而上述的几种空气预热器都无法完全解决烟气低温下的露点腐蚀的问题。烟气的露点腐蚀是指由于燃料中硫元素在燃烧时生成SO₂、SO₃，当换热面的外表面温度低于烟气温度时，在换热面上就会形成硫酸雾露珠，导致换热面腐蚀。目前解决露点腐蚀的途径主要有两种，一种为采用抗露点腐蚀的材料，然而其效果有限；另一种为避开露点腐蚀，即控制与烟气换热的换热管壁的温度，使之始终高于露点问题，但在实际运行过程中，换热管壁的问题很难做到可调可控。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种用于烟气换热器的防露点腐蚀方法。

由于低温露点腐蚀的发生不只是与排烟温度的高低有关，而更主要的是取决于与烟气接触的换热管壁的管壁温度。因此只要控制与烟气换热的换热管壁温度，使其高于露点温度，就可以避免露点腐蚀的发生。

两相流空气预热器利用了水和水蒸汽相变的汽化潜热来传递热量，在与烟气接触时，蒸发段中的换热管中的水被加热至沸点，蒸发成水蒸汽后进入冷凝段。而余热锅炉同样通过烟气中的余热加热热管中的水来产生蒸汽，因此如能将水的沸点温度始终保持在烟气的露点温度之上，由于烟气的热量是通过换热管壁传递给水的，是高温向低温的单向传热过程，因此换热器的换热管外壁温度比换热管内水的沸点温度高，也即高于烟气的露点温度，从而可避免露点腐蚀。

由于水的沸点温度是其饱和蒸汽压与外界压强相等时的温度，所以水的沸点跟外部压强有关，当水所受的压强增大时，它的沸点升高；压强减小时，沸点温度降低。如在1个大气压力下水的饱和蒸汽温度为100℃，但在6个大气压力下相应的饱和蒸汽温度为150℃。基于这个原理，只要控制水的饱和蒸汽压力即可控制水的沸点温度。因此通过利用蒸汽上升管上的调节阀和仪表来在线地手动/自动调节蒸汽的压力，根据饱和蒸汽的温度和压力的一一对应的关系，从而间接控制烟气侧的换热管管壁温度，使其在露点温度以上。这实际上是综合利用了水的热物性和传热的单向特性，通过两次间接控制方法，即一次控制为通过调节阀控制蒸汽压力而控制饱和蒸汽压力而控制了沸点温度高于露点温度，二次控制则是利用传热的单向性，即换热管的外壁温度一定大于内部的水的沸点温度，从而确保外壁温度高于露点温度。

在本发明的较佳实施方式中，提供了一种用于烟气换热器的防露点腐蚀的方法，包括如下步骤：

1)在蒸汽管道上设置有可接受控制信号的流量调节阀以及温度测控装置；

2)流量调节阀接收所述温度测控装置的控制信号，自动调节开度，使得蒸汽温度保持在预先设定的温度之上，该预先设定的温度高于烟气的露点温度。

其中该烟气换热器可以为双相流换热器，该蒸汽管道为双相流换热器的蒸汽上升管。

该流量调节阀可以为气动、液力、电磁调节阀。

预先设定的温度可以为一温度范围。