鑄造板翅式空氣預(yù)熱器在柴油加氫裝置的應(yīng)用

O 王英勇

（中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司 甘肅 730060）

鑄造板翅式空氣預(yù)熱器在柴油加氫裝置的應(yīng)用

O 王英勇

（中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司 甘肅 730060）

近幾年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排要求的提高，煉廠對(duì)降低加熱爐排煙溫度的要求也逐漸增高，同時(shí)燃料含硫量的增加使得露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題嚴(yán)重影響空氣預(yù)熱器的使用壽命，為了解決該問(wèn)題，國(guó)內(nèi)各新建裝置開(kāi)始使用鑄造板翅式空氣預(yù)熱器。本文介紹了新型鑄造板翅式空氣預(yù)熱器的原理、特點(diǎn)及技術(shù)要求，并針對(duì)3.0Mt/a柴油加氫裝置說(shuō)明了鑄造板翅式空氣預(yù)熱器的應(yīng)用效果。

柴油加氫裝置；鑄造板翅式；空氣預(yù)熱器

一、前言

加熱爐作為石化企業(yè)的重要能耗設(shè)備，在全廠的能耗中占有很大比例，提高加熱爐的效率一直是煉廠節(jié)能減排、挖潛增效工作的重點(diǎn)，目前有效的節(jié)能手段是利用余熱回收系統(tǒng)回收煙氣余熱和降低加熱爐排煙溫度。由于煙氣余熱回收設(shè)備普遍存在低溫露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，在生產(chǎn)過(guò)程中加熱爐使用的含硫燃料在燃燒時(shí)生成了含SO2、SO3的煙氣，煙氣經(jīng)過(guò)換熱溫度下降，當(dāng)下降到其露點(diǎn)溫度時(shí)，煙氣中的可凝結(jié)組分冷凝下來(lái)形成腐蝕性較強(qiáng)的“酸水”，它在腐蝕管壁的同時(shí)又吸附煙氣中的灰分，依附在熱管表面后很難清除，使空氣預(yù)熱器換熱效率降低，排煙溫度升高，引起加熱爐能耗高等一系列問(wèn)題。（露點(diǎn)腐蝕與含硫量的關(guān)系見(jiàn)圖1）

圖1

二、裝置概況

3.0Mt/a柴油加氫裝置于2012年6月開(kāi)工投產(chǎn)，裝置設(shè)有反應(yīng)進(jìn)料加熱爐、分餾塔底重沸爐兩臺(tái)加熱爐，共用一套余熱回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用兩臺(tái)加熱爐對(duì)流室抽出的高溫?zé)煔膺M(jìn)入空氣預(yù)熱器，與從鼓風(fēng)機(jī)送來(lái)的常溫空氣進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)熱交換后的助燃空氣進(jìn)入加熱爐。該裝置使用的空氣預(yù)熱器為新型鑄造板翅式空氣預(yù)熱器，其突出優(yōu)點(diǎn)是耐露點(diǎn)腐蝕。

三、鑄造板翅式空氣預(yù)熱器原理和特點(diǎn)

1.基本原理

鑄造板翅式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，空氣預(yù)熱器為立式布置，由幾段組成，每段由幾個(gè)單體組成。板片與板片之間用螺栓墊片密封，單體與單體之間用膨脹節(jié)過(guò)渡焊接密封，段與段之間用螺栓墊片密封。另外，在煙氣側(cè)可采用水清洗技術(shù)。在空氣預(yù)熱器之間的空氣、煙氣側(cè)分別設(shè)置測(cè)溫測(cè)壓接口，煙氣側(cè)設(shè)氧含量檢測(cè)口。

圖2

2.主要優(yōu)點(diǎn)

鑄造板翅式空氣預(yù)熱器，是利用鑄造的抗沖蝕和耐腐蝕性能開(kāi)發(fā)的一種新型空氣預(yù)熱器，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)該空氣預(yù)熱器材質(zhì)為鑄鐵，耐煙氣露點(diǎn)腐蝕、耐磨損性較好。

(2)煙氣自上而下垂直高速直線流動(dòng)，不易積灰且便于清灰；空氣水平流動(dòng)，與煙氣流動(dòng)方向垂直，有利于提高換熱效率。

(3)空氣預(yù)熱器與風(fēng)道煙道的連接采用螺栓墊片密封型式，高效密封容易實(shí)現(xiàn)。

(4)空氣預(yù)熱器煙氣出口過(guò)渡段最低點(diǎn)設(shè)排水結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)排水，內(nèi)保溫襯里為防沖刷設(shè)計(jì)。由于設(shè)有水沖洗系統(tǒng)，自上而下沖洗，水與煙氣流向相同，無(wú)死角、無(wú)阻擋，便于清除換熱管表面積灰。

(5)在整體結(jié)構(gòu)上，由單體組成段，由段組成整個(gè)空氣預(yù)熱器，因此，其安裝、更換方便。

3.技術(shù)特點(diǎn)

露點(diǎn)腐蝕是行業(yè)內(nèi)一個(gè)非常難解決的大問(wèn)題，大大降低了設(shè)備的使用壽命。目前有很多方法來(lái)防止露點(diǎn)腐蝕，主要都是在如何保護(hù)管壁不與液滴接觸，如在設(shè)備管壁上加各種耐腐蝕的涂層等，還有就是防止酸性介質(zhì)的凝結(jié)，也就是要保證管壁的溫度一直在介質(zhì)的凝結(jié)溫度之上，這樣就可以防止露點(diǎn)腐蝕。

鑄造板翅式空氣預(yù)熱器抗露點(diǎn)腐蝕的機(jī)理是：鑄鐵金屬包含大量的游離碳，游離碳以薄片形式存在，對(duì)大部分腐蝕介質(zhì)呈惰性，同時(shí)也加入多種微量合金元素，增強(qiáng)耐腐蝕、耐磨和耐高溫性能。

板翅式鑄造空氣預(yù)熱器同時(shí)具有壽命長(zhǎng)、阻力小、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，可以在很寬的煙氣溫度范圍內(nèi)（例如650℃～140℃）長(zhǎng)期可靠運(yùn)行（10年左右）。

四、投用效果

3.0Mt/a柴油加氫裝置自2012年開(kāi)工以來(lái)加熱爐余熱回收系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，各項(xiàng)工藝技術(shù)指標(biāo)及設(shè)備性能均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，排煙溫度控制在140℃左右，空氣預(yù)熱器煙道底部設(shè)有冷凝水排出口。2014年裝置進(jìn)行小修，打開(kāi)空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)人孔檢查各段翅片外觀良好，其中中段預(yù)熱器單元無(wú)結(jié)垢現(xiàn)象，無(wú)明顯硫化物結(jié)塊（如圖3）；下部單元的僅在風(fēng)道入口部位有結(jié)垢（如圖4），用水將結(jié)垢物沖洗干凈后投入運(yùn)行正常。

圖3 空氣預(yù)熱器中間單元入口圖

圖4 空氣預(yù)熱器下部單元出口結(jié)垢圖

鑒于空氣預(yù)熱器運(yùn)行中煙道出口/風(fēng)道入口側(cè)有結(jié)垢現(xiàn)象，2014年8月后將空氣預(yù)熱器煙氣出口溫度控制在150-160℃之間，煙道排凝處有少量冷凝水排出。2015年裝置換劑檢修時(shí)檢查空氣預(yù)熱器：煙道出口/風(fēng)道入口側(cè)有輕微結(jié)垢，中間單元入口干凈無(wú)結(jié)垢，上部單元入口（如圖5）無(wú)結(jié)垢無(wú)腐蝕，翅片外觀良好。

圖5 空氣預(yù)熱器上部單元入口圖

五、結(jié)論

鑄造板翅式空氣預(yù)熱器具有耐腐蝕、抗沖蝕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱性能好、便于操作和維修、不易漏風(fēng)、易清理積灰等優(yōu)點(diǎn)，可有效降低排煙溫度，提高加熱爐熱效率，提高空氣預(yù)熱器的長(zhǎng)周期運(yùn)行水平，從而保證生產(chǎn)裝置平穩(wěn)運(yùn)行。

[1]《管式加熱爐》中國(guó)石化出版社,錢(qián)家麟,主編2003.527-532.

[2]《腐蝕與防護(hù)》徐乃欣等,2001.19.

[3]《煉油加熱爐空氣預(yù)熱器的發(fā)展及趨勢(shì)》閻西祥,董紹平,工業(yè)爐2013,35.20.

[4]《鑄造式空氣預(yù)熱器及工業(yè)應(yīng)用》王德瑞,煉油技術(shù)與工程2012,42.41.

The Application of Wing-type Casting Board Air Pre-heater in Diesel Hydrogenation Unit

Wang Yingyong
（Lanzhou Petrochemical Industry Branch Office of PetroChina Natural Gas Co.,Ltd, Gansu, 730060)

In recent years, with the improvement of national requirements for energy conservation and emissions reduction, the requirement o f refiners for reducing the exhaust gas temperature of heating furnace also gradually increases, at the same time, the problem appears that the increasin g of fuel sulfur content makes dew point corrosion problem seriously affect the service life of air pre-heater. In order to solve the problem, the domestic various newbuilt devices begin to use wing-type casting board air pre-heater.This paper introduces the principle, features and technical requirements of new type wingtype casting board air pre-heater, and directing at the 3.0 Mt/a diesel hydrogenation unit takes illustrationg for the application effect of wingtype casting board air pre-heater.

diesel hydrogenation unit；wing-type casting board；air pre-heater

T

A

王英勇（1986-），男，中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司，研究方向：石化防腐。