[实用新型]一种防低温腐蚀的空气预热器系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种加热炉余热回收系统换热设备，尤其涉及一种用于回收利用烟气中余热并且可防低温腐蚀的空气预热器系统。

背景技术

空气预热器是利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需空气以提高锅炉热效率的热交换设备。一般简称为空预器，可分为管箱式、回转式两种；管箱预热器工作原理较为简单，烟气从管箱外部流经，空气从管箱内部通过，通过温差不同传热，与省煤器、过热器等原理相同。

回转式预热器的工作原理是：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，从而达到降低锅炉排烟温度，提高热风温度的预热作用。

现有的空预器容易产生低温腐蚀，影响了空预器的使用寿命，进一步影响了锅炉的使用寿命。低温腐蚀就是当锅炉尾部受热面(省煤器、空预器等)金属壁温低于烟气露点时，烟气中含有硫酸的水蒸气在壁面凝结所造成的腐蚀。

低温腐蚀的形成：燃料中的硫燃烧生成二氧化硫(S+O₂＝SO₂)，二氧化硫在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫(2SO₂+O₂＝2SO₃)，SO₃与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽(SO₃+H₂O＝H₂SO₄)，硫酸蒸汽的存在使烟气的露点显著升高，由于空预器中空气的温度较低，预热器区段的烟气温度不高，壁温常低于烟气露点，这样硫酸蒸汽就会凝结在空预器受热面上，造成硫酸腐蚀。

低温腐蚀常发生在空预器上，但是当燃料中含硫量较高、过剩空气系数较大，烟气中SO₃含量较高，露点升高，并且给水温度较低(汽机高加停用)时，省煤器管也有可能发生低温腐蚀。

近年来，随着石化企业加工原油硫含量的上升，加热炉烟气中的SO_X增加，使得烟气酸露点温度升高，导致加热炉余热回收系统换热设备腐蚀加剧，严重影响了加热炉长周期稳定运行。

空预器防低温腐蚀技术目前采用的是：热管式空气预热器、ND钢管式空气预热器、搪瓷管式空气预热器、硼硅玻璃管式空气预热器等，这几种技术均有各自的优缺点，但是它们都有一个无法克服的问题就是均不能实现空气预热器长周期在线运行，最长运行周期不超过三年，最短的在线运行五、六个月就会发生严重的低温腐蚀或设备损坏，导致空气预热器报废。

其中，热管式空气预热器的工作原理是：将管内注入1/3的可蒸发液体，然后将其抽成真空封闭，管子分上、下二段，用管板分隔布置，管子的下段走热烟气，利用烟气热量来加热管内的液体，使其蒸发并上升到管子上段与被加热空气进行传热，放出汽化潜热后汽体冷凝成液体后再下降到管子的下段继续与热烟气换热，蒸发后再上升到上段与被加热空气进行传热，如此往复循环从而实现烟气对空气的加热。因冷空气不与热烟气直接进行换热，从而避免了低温腐蚀现象的产生，但其在长周期运行中空气被吸入换热管内从而导致管内的真空度被破坏，使得管内汽化的蒸汽潜热不能传到管壁上，因而空气不能被继续加热，导致此热管式空气预热器失效。

对于现常用的ND钢管式空气预热器、搪瓷管式空气预热器、硼硅玻璃管式空气预热器均是烟气与空气通过管壁间换热的，烟气从管内流动，空气在管外经过二次以上横向流动，实现空气与烟气之间的换热。

其中，ND钢管式空气预热器的主要原材料是ND钢，ND钢是钢厂开发的一种抵御硫化物腐蚀的材料，但是ND钢钢管的价格昂贵，且此材料在低温腐蚀环境下实际在线运行时间也不会超过三年就会发生低温露点腐蚀而损坏。

而搪瓷管式空气预热器是在烟气接触的管子侧镀上一层搪瓷来防止低温露点腐蚀，但在实际应用中受镀层厚薄不均、管子焊后镀层被破坏等原因影响，实际在线运行不长的一段时间后也相继发生低温露点腐蚀而损坏。

硼硅玻璃管式空气预热器在实际应用中经常发生管板与硼硅玻璃管密封不严、漏烟、漏风以及玻璃管易碎等原因而无法长期在线运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决以下技术问题：

一、常用的管箱式空气预热器因待加热空气的温度较低，有时甚至低于含硫烟气露点温度，从而使烟气侧管壁容易因低温腐蚀而遭到破坏，从而导致停炉检修，甚至空气预热器报废的问题；