[发明专利]一种具有防腐防堵功能的氟塑钢空气预热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有防腐防堵功能的氟塑钢空气预热器，用于电厂锅炉和各种工业锅炉尾部末级空气预热器的替代及更换。

背景技术

资料显示，截至2013年末，我国煤炭年消耗量达24.75亿吨标准煤，石油年消耗量达6.9亿吨标准煤，天然气年消耗量达2.175亿吨标准煤，化石能源消耗量占全国总能源消费比重的90.2％，庞大的能源消费量，使整个社会和自然环境承受着巨大的压力，同时，全球气候变化问题也已被提上各国政治议程，近年来有关全球各主要国家的碳排放问题已成为舆论的主要焦点，碳排放问题的实质即是能源消费量的问题。我国经济发展长期依赖能源的大量投入，迫于政治、经济、环境和社会的多重压力，在经济转型发展的新时期，节能减排是一项不可忽略的重要课题。

各行业的余(废)热总资源约占其燃料消耗总量的17％—80％，其中容易回收利用的余热资源约为余热总资源的60％，也就是说，易回收利用的余热资源约为燃料消耗总量10.2％—48％。电厂余热占很大一部分比例，其他工矿企业余热主要集中在钢铁、石油、化工、建材等领域。回收余热节能的潜力是非常大的。

在火力发电厂锅炉或者其他工业锅炉中，烟气经过省煤器、上级空气预热器、中级空气预热器后温度降低至160℃-180℃左右，再经末级空气预热器后排烟温度进一步降低至140℃左右后进入除尘、脱硫系统进行烟气的净化处理，而末级空气预热器加热的是环境中的空气，进入的空气温度低，特别在冬季环境温度可低至5℃一下，低温的空气使空气预热器管壁温度显著下降，从而使末级烟气进入低温受热面后，其中的水蒸汽由于烟温降低或接触温度较低的受热面而发生凝结。烟气中水蒸汽开始凝结的温度为水露点。纯净的水蒸汽的露点决定于它在烟气中的分压力，水蒸汽的露点通常低达45～54℃。一般换热管管壁温度在100℃以上时，不易发生低温受热面结露。但是实际烟气中都会含有二氧化硫，其中一部分会进一步氧化为三氧化硫，三氧化硫与烟气中的水蒸气结合则成硫酸蒸汽。烟气中硫酸蒸汽的凝结温度称为烟气的酸露点。它比水露点要高得多。由于传统的锅炉空气换热器多用金属材料制成，为使低温烟气在金属材料表面不结露，目前普遍采用的做法是提高锅炉的排烟温度，避免结露的形成，而要使换热器管壁的温度控制在100℃以上，锅炉的排烟温度至少要保证在140℃以上，目的就是避免结露形成酸液，沾灰结渣，腐蚀金属材料，堵塞烟气通道，影响烟气正常流动。这就是为什么锅炉的产品说明书里通常注明的锅炉排烟温度140-145℃(甚至更高)的原因所在。

锅炉低温酸露腐蚀的机理：我们知道煤、石油、天然气等均含硫，燃烧时都产生三氧化硫。三氧化硫与水蒸气结合形成硫酸蒸汽。锅炉受热面(空气预热器)的金属壁面温度若低于硫酸蒸汽的凝结点(酸露点)，就会在其表面形成液态硫酸(称为酸露)。长期以来空气预热器作为锅炉尾部受热装置，由于壁温过低而引起的酸露腐蚀、灰堵现象经常发生，并一直得不到有效解决。因而，世界上各种锅炉设计通常以牺牲锅炉热效率为代价，通过提高排烟温度来缓解(而不是根除)酸露腐蚀现象，而提高排烟温度势必造成大量的低温热源浪费。尽管如此，空气预热器往往运行一至两年后依然出现酸露腐蚀，直至穿孔报废，这是困扰锅炉界的一个世界性难题。

锅炉的热损失有：排烟损失、飞灰损失、保温散热损失、燃料未完全燃烧损失等。排烟损失占全部热损失的70～80％，排烟温度高是锅炉热损失的最主要指标。大概每降低排烟温度15℃，可提高锅炉热效率1％。采用氟塑钢空气预热器后如能将锅炉排烟温度降低20℃-30℃，则可提高锅炉热效率1.5％-2％以上，对于锅炉而言，这无疑是中低温热源的一次技术性突破。

现有的锅炉末级空气预热器为了防止低温烟气的酸性腐蚀，也想了很多的办法，目前多采用耐腐蚀材料制成的换热器，如ND钢、搪玻璃钢等，或在换热器的表面涂上防腐蚀材料，对换热器金属表面进行渗铝、渗铬处理。这些处理方法虽能有效减小低温烟气中金属材料的酸性腐蚀，但存在价格昂贵、导热系数很低、换热体巨大、以及结垢后人工清理时会造成外衬材料的破损并使内部金属管腐蚀的缺点。同时也不能有效降低锅炉的排烟温度，对锅炉效率的提升没有实质性的改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有防腐防堵功能的氟塑钢空气预热器，能够改善现有技术存在的问题，能够解决传统的钢制空气预热器易发生低温腐蚀、沾灰结渣等问题，同时，克服了一般塑料换热器中，氟塑料管由于管壁太薄，在烟气冲刷作用下，易发生抖动变形，影响工作寿命和换热性能的缺点，既能防止空气预热器低温腐蚀，又能使氟塑料管束在烟气冲刷下保持原设计形态、不易发生抖动变形。