CN201652407U - 一种空气预热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气预热器，以解决现有的空气预热器采用高压水射流清洗技术进行清洗时所存在的不能及时清洗、清洗不方便的问题。本实用新型设有高压水射流清洗装置，高压水射流清洗装置的射流喷嘴(42)设于空气预热器烟气管箱(21)的侧部。烟气管箱(21)的底部设有排污管(8)，排污管(8)上设有排污阀(81)。烟气管箱(21)的内表面设有不锈钢内衬(24)。本实用新型主要用于石油炼制、石油化工和煤化工行业的管式加热炉，在管式加热炉不停工的条件下，进行空气预热器高压水射流清洗的在线操作。

Description

一种空气预热器

技术领域

本实用新型涉及石油炼制、石油化工和煤化工行业的管式加热炉所用的一种空气预热器。

背景技术

管式加热炉是石油炼制和石油化工行业生产装置的耗能大户；提高管式加热炉的热效率、减少燃料消耗量，对于降低生产成本、提高经济效益以及完成“节能减排”任务有着重要的意义。管式加热炉使用空气预热器以利用烟气余热、降低烟气排放温度，是提高管式加热炉热效率的一个重要技术措施。但空气预热器的烟气排放温度降低后，在烟气管箱会出现积灰堵塞问题；这是影响管式加热炉热效率提高的最大障碍。积灰堵塞不仅会减小空气预热器的传热效率，还会使烟气流动的阻力增大、增加风机的电耗；严重时还威胁到管式加热炉的正常运行。工业上通常是在空气预热器上安装吹灰器(如蒸汽吹灰器、声波吹灰器和激波吹灰器等)，来清除积灰。但由于石油炼制和石油化工管式加热炉的主要燃料是重油、减压渣油等重质燃料，燃料中所含的V、Na等金属离子在燃烧过程中形成低熔点的V₂O₅、Na₂O等化合物；当V₂O₅、Na₂O共存时，形成熔点更低的钒钠化合物。这些低熔点的化合物粘度极高，在随烟气流动的过程中，容易随机地粘附在空气预热器烟气管箱内传热管的外壁上，形成垢源点；垢源点再粘附其它灰分形成垢层。这些垢层靠各种吹灰器是吹扫不掉的，现场实践也证明了这一点。

目前，高压水射流清洗技术在空气预热器的清洗上有一定的应用。《节能》杂志2000年第7期发表的“空气预热器的清洗和疏通”一文、《四川电力技术》杂志1998年第4期发表的“高压水射流清洗空气预热器”一文，介绍了高压水射流清洗技术的原理，并介绍了几个清洗热电厂空气预热器的实例。高压水射流是利用机械升压系统(水射流清洗机)将低压大流量的水转变成高压小流量的水，经高压管路输送，由喷嘴释放，产生“能量束”。该“能量束”具有高流速(200～450米/秒)、低流量的特性(所以又称之为高速水射流)，可使一种或多种材料从另一种材料表面脱离。应用在空气预热器上，即能产生垢层从钢管上剥离和破碎的效果。高压水射流清洗技术用于石油炼制和石油化工行业管式加热炉装置中空气预热器的清洗，可以除去传热管的外壁上用现有各种吹灰器所不能吹扫掉的垢层。但现有的空气预热器采用这项技术时，只能在管式加热炉停工检修期间才能进行清洗；而这时空气预热器烟气管箱内传热管外壁上的积灰(包括垢层)已经相当严重，因为空气预热器在很短的运行时间内(多则4个月，少则2个月)即会形成大量的积灰。空气预热器在相当长的时间内将在不良的状态下运行，不能满足一直高效运行的要求。另外，现有的空气预热器采用高压水射流清洗技术进行清洗时，需要打开壳体进行清洗，很不方便。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种空气预热器，以解决现有的空气预热器采用高压水射流清洗技术进行清洗时所存在的不能及时清洗、清洗不方便的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种空气预热器，设有烟气管箱、烟气入口管、烟气旁路管以及积灰清除装置，烟气管箱内设有传热管，烟气入口管内设有烟气入口管蝶阀，烟气旁路管内设有烟气旁路管蝶阀，其特征在于：所述积灰清除装置为高压水射流清洗装置，高压水射流清洗装置的射流喷嘴设于烟气管箱的侧部，烟气管箱的底部设有排污管，排污管上设有排污阀，烟气管箱的内表面设有不锈钢内衬。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：在空气预热器运行一段时间后，当检测出烟气管箱内传热管的外壁出现积灰、需要清洗时，将烟气入口管蝶阀关闭、烟气旁路管蝶阀打开；管式加热炉产生的烟气直接经烟气旁路管排走、不再进入烟气管箱内。之后启动高压水射流清洗装置进行清洗。射流喷嘴高速喷射出高压水流，具有极高的能量且能量高度集中，对积灰产生很大的冲刷及磨削等作用；可以清洗掉传热管外壁的积灰，包括用现有各种吹灰器所不能吹扫掉的垢层，将垢层打碎、脱落。上述的高压水射流清洗操作，可以在管式加热炉正常运行期间随时进行，避免传热管外壁出现严重积灰的现象，使空气预热器能够一直在良好的状态下高效运行。另外在进行清洗时，不需要打开空气预热器的壳体进行清洗，十分方便。烟气管箱的内表面设有不锈钢内衬，可以防止高压高速清洗水流产生冲刷损害，以及清洗产生的污水及灰垢的腐蚀。清洗操作完成后，烟气入口管蝶阀打开、烟气旁路管蝶阀关闭，管式加热炉产生的烟气进入烟气管箱内，空气预热器即开始正常的换热操作。

本实用新型空气预热器实现了高压水射流清洗的在线操作，管式加热炉不必停工即可进行。清洗成本低、质量高、速度快，在石油炼制和石油化工行业的管式加热炉装置中有着良好的应用前景。煤化工行业的管式加热炉，也可以采用本实用新型。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型空气预热器的示意图。

图2是图1中的A-A剖视图(放大)。

图1至图2中，相同附图标记表示相同的技术特征。

具体实施方式

参见图1，所示的空气预热器是一种热管式空气预热器(以下简称为空气预热器)，设有烟气管箱21、烟气入口管3、烟气旁路管1、空气管箱22，还设有积灰清除装置。烟气管箱21与空气管箱22之间为隔板23，烟气入口管3与烟气管箱21相连。烟气管箱21和空气管箱22内设有传热管，传热管为热管。烟气旁路管1的一端与烟气入口管3相连，另一端与烟囱10相连。烟气入口管3内设有烟气入口管蝶阀31，烟气旁路管1内设有烟气旁路管蝶阀11。图1中，空心箭头表示空气的流动方向，实心箭头表示烟气的流动方向。

积灰清除装置为高压水射流清洗装置。所示高压水射流清洗装置设有水箱7、高压水泵6、集合管5、支管4、射流喷嘴42。其中支管4垂直设置多根，图1所示是3根。每根支管4上设有多个所述的射流喷嘴42(图1所示是3个)，还设有电磁阀或电动球阀41。各电磁阀或电动球阀41通过导线与控制器9相连；控制器9一般采用PLC(可编程序控制器)，用于控制各电磁阀或电动球阀41的启闭。高压水射流清洗装置是现有的。

参见图1和图2，高压水射流清洗装置的射流喷嘴42设于烟气管箱21的侧部，规则排列。空气预热器烟气管箱21的底部设有排污管8，排污管8上设有排污阀81。烟气管箱21的底部，沿边缘至中间的方向有一个向下倾斜的角度，排污管8连接于烟气管箱21底部的中间。这样，清洗产生的污水及灰垢易于在烟气管箱21底部的中间汇集，并从排污管8排出。

烟气管箱21的内表面(包括底部和两个侧部的内表面、隔板23的下表面)设有不锈钢内衬24(一般为不锈钢钢板)，可以防止高压高速清洗水流产生冲刷损害，以及清洗产生的污水及灰垢的腐蚀。

射流喷嘴42可设于烟气管箱21的一侧或两侧，支管4相应地位于烟气管箱21一侧或两侧的外面。当空气预热器较小、烟气管箱21所设的传热管较少时，在烟气管箱21的一侧(即一个侧部)设置射流喷嘴42即可。当空气预热器较大、烟气管箱21所设的传热管较多时，在烟气管箱21的两侧(即二个侧部)设置射流喷嘴42；图2所示的即是这种情况。

设于烟气管箱21同一侧的相邻两个射流喷嘴42轴心线的间距，一般为0.5～1米。射流喷嘴42的喷孔直径，一般为1～2毫米。

本实用新型采用高压水射流清洗操作的过程是这样的：在空气预热器运行一段时间后，当检测出烟气管箱21内传热管的外壁出现积灰、需要清洗时，将烟气入口管蝶阀31关闭、烟气旁路管蝶阀11打开；管式加热炉产生的烟气直接经烟气旁路管1排至烟囱10、不再进入烟气管箱21内。之后，启动高压水泵6，将水箱7中的水加压后(加压至5～30MPa)送入集合管5。控制器9根据预先编制的程序，依次轮流(例如按从左到右或从右到左的顺序)打开各根支管4上所设的电磁阀或电动球阀41。集合管5中的高压水沿支管4向上流动，至射流喷嘴42。射流喷嘴42高速喷射出高压水流(流速一般为50～200米/秒)，清洗掉传热管外壁的积灰。清洗操作过程中，排污阀81打开，清洗产生的污水及灰垢从排污管8排出，汇入排污系统。

之所以要依次轮流打开各根支管4上所设的电磁阀或电动球阀41，主要是受到高压水泵6输出能力的限制。一般情况下，在清洗操作的任意时段，烟气管箱21同一侧部之外的多根支管4中，只有一根支管4上的电磁阀或电动球阀41处于打开状态，该支管4上所设的射流喷嘴42喷射水流进行清洗；其余各根支管4上所设的电磁阀或电动球阀41均处于关闭状态。

清洗操作完成后，烟气入口管蝶阀31打开、烟气旁路管蝶阀11关闭。管式加热炉产生的烟气进入烟气管箱21内，空气预热器即开始正常的换热操作。由于烟气管箱21内传热管的外壁能够被清洗得十分洁净，空气预热器将能够高效、稳定地运行。运行一段时间后，当烟气管箱21内传热管的外壁出现积灰、需要清洗时，可按照上述的操作过程重新清洗。

以上以热管式空气预热器为例对本实用新型进行了说明。工业上常用的其它类型的空气预热器，例如玻璃管式空气预热器、钢管式空气预热器，也都可以采用本实用新型的方案；详细说明从略。

Claims (3)

1.一种空气预热器，设有烟气管箱(21)、烟气入口管(3)、烟气旁路管(1)以及积灰清除装置，烟气管箱(21)内设有传热管，烟气入口管(3)内设有烟气入口管蝶阀(31)，烟气旁路管(1)内设有烟气旁路管蝶阀(11)，其特征在于：所述积灰清除装置为高压水射流清洗装置，高压水射流清洗装置的射流喷嘴(42)设于烟气管箱(21)的侧部，烟气管箱(21)的底部设有排污管(8)，排污管(8)上设有排污阀(81)，烟气管箱(21)的内表面设有不锈钢内衬(24)。

2.根据权利要求1所述的空气预热器，其特征在于：射流喷嘴(42)设于烟气管箱(21)的一侧或两侧。

3.根据权利要求2所述的空气预热器，其特征在于：设于烟气管箱(21)同一侧的相邻两个射流喷嘴(42)轴心线的间距为0.5～1米。

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