煤气预热器的设计及应用

预热器工作原理预热器是一种常见的设备，用于在工业生产过程中提高热效率和节约能源。

它的主要作用是将冷却的流体加热至一定温度，以便进一步被其他设备或者系统利用。

在本文中，我们将详细介绍预热器的工作原理及其应用。

一、预热器的基本原理预热器的工作原理基于热交换的基本原理。

它通过将冷却的流体与热源接触，从而实现热量的传递。

预热器通常由一个或者多个管道组成，其中热源通过管道内流动，而冷却的流体则通过管道的外部流动。

热源和冷却的流体之间通过管壁进行热量传递，使得冷却的流体被加热，而热源则被冷却。

二、预热器的分类根据不同的工作原理和应用场景，预热器可以分为多种类型。

以下是几种常见的预热器分类：1. 管壳式预热器：管壳式预热器是一种常见的热交换设备，它由一个外壳和一组管子组成。

冷却的流体通过管子的外部流动，而热源则通过管子的内部流动。

热量通过管壁传递，将冷却的流体加热。

2. 换热器：换热器是一种通过直接接触实现热量传递的预热器。

它通常由一组平行罗列的金属板组成，热源和冷却的流体分别通过板的两侧流动。

热量通过板的表面传递，将冷却的流体加热。

3. 蒸汽发生器：蒸汽发生器是一种将液体转化为蒸汽的预热器。

它通常由一个加热器和一个冷凝器组成。

液体通过加热器加热，转化为蒸汽，然后通过冷凝器冷却成液体。

三、预热器的工作过程预热器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 热源流动：热源从预热器的一个端口进入，并通过内部的管道流动。

热源可以是燃气、蒸汽、热水等。

2. 冷却的流体流动：冷却的流体从预热器的另一个端口进入，并通过外部的管道流动。

冷却的流体可以是空气、水、油等。

3. 热量传递：热源和冷却的流体通过预热器的管壁进行热量传递。

热量从热源传递到冷却的流体，使得冷却的流体被加热。

4. 出口流体温度控制：通过调节热源的温度、流速等参数，可以控制出口流体的温度。

这样可以确保预热器的工作效果符合要求。

四、预热器的应用领域预热器广泛应用于各个工业领域，以提高能源利用效率和降低生产成本。

20t/h 燃煤锅炉空气预热器课程设计说明书摘要空气预热器是电厂中的一个基本的设备，其作用主要是降低排烟温度，提高锅炉效率，改善燃烧的着火条件和燃烧过程；降低不完全燃烧损失等等。

可见其是一种一箭双雕的设备：一方面可以吸收烟气余热，降低排烟温度，提高锅炉的经济性；另一方面使冷风变成热风送入炉内，改善燃烧，提高锅炉燃烧效率，并且强化传热。

管式空气预热器是一个立方体的官箱，中间有隔板，由于许多薄壁钢管组成，管子一般采用错列布置两端与钢板焊接。

管子垂直布置，烟气在管内从上到下流动，空气从管间的缝隙通过，进行热量交换。

管式空气预热器是通过它的下管板支撑在锅炉空气预热器框架上的。

管式空气预热器可分为单流程和多流程，当空气预热器受热面积不变时，增加流程会使每一通道的温度降低，因此空气流动速度就会增大，管式空气预热器根据进口方式不同，可分为单面进风和多面进风。

其他条件不变的时候，进风面越多，空气的流动速度越低。

与回转式空气预热器相比，管式空气预热器构造简单，制造、安装和维护方便，价格便宜，密封性能好，工作也可靠，但是管式传热性能差，使得空气预热器的体积庞大，钢耗严重。

本次课程实际经过锅炉选材，耗煤量计算，确定基本计算数据，通过物料平衡，热平衡来确定焓值等数据来进行传热计算，设计出空气预热器结构尺寸，从而形式具体结构就的出。

再进行阻力计算，得到数据。

本课程设计由于时间限制，设计条件极为理想，只可作为理想设计，不考虑漏风等因素，并不十分完善。

目录第一章已知参数——————————————1.1 锅炉已知参数1.2 燃料特性第二章空气预热器设计2.1 锅炉的选型2.2 燃煤量计算2.3 物料平衡与热平衡2.4 传热计算2.5 结构设计2.6 阻力计算第三章数据总结参考文献第一章已知参数1.1锅炉的已知参数表 1—1锅炉已知参数锅炉额定蒸给水额定空气排烟环境排污蒸发汽压力温度蒸汽预热温度温度率量温度器入口温度20t/h 2.5MPa105 ℃ 400℃ 250℃ 160℃ 20℃5﹪1.2 燃料特性1.2.1燃料选择：贫煤贫煤：它是烟煤的一种，对煤化程度最高的烟煤的称谓，这种煤着火温度高，燃烧时火焰短，但发热量高，燃烧持续时间长。

宁夏宝丰能源集团焦化厂煤气预热器技术协议需方: 宁夏宝丰能源集团有限公司焦化厂供方：2011年4月5日宁夏宝丰能源公司焦化厂化产硫胺工段煤气预热器中间段—、总则本技术文件规定了宁夏宝丰能源集团公司焦化厂化产煤气预热器中间段设备供货范围、技术说明、性能参数、材料、特殊要求、设计制造和检验采用的规范与标准、售后技术服务。

1.1本协议书提出了该设备的功能设计、结构、性能、制作、安装和试调试等方面的技术要求。

包括煤气预热器中间段的设计、制造、运输、指导安装并参加系统调试验收。

1.2供方提供符合设计院技术要求和本协议书有关工业标准的优质产品。

1.3本协议书所使用的标准如遇与供方所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。

在签订合同后，需方保留对本技术协议提出补充要求和修改的权利，供方承诺予以配合，如提出修改，具体项目和条件由供、需双方商定。

1.4供方对供货设备的总体性能负全部责任，保证达到系统设计要求和满足运行需要。

因供方所负责的设备因选型设计、制造质量问题导致机组无法正常投产、设备无法长期、连续、安全、经济、稳定地运行，供方为此负全部责任。

、供货范围1. 煤气预热器中间段以太原星宇舟设计院设计标准规范、订货图纸、技术要求为准。

性能及参数㈠、煤气预热器（硫胺工段）技术参数容器类别：一类材料：Q345R工作压力：壳侧：0.55 Mpa管（夹套）侧：0.03 Mpa操作温度C壳侧：158.7管（夹套）侧：34-80侧： 蒸气/ 冷凝液侧： 煤气（易燃中度危险 侧：侧： 煤气 侧： 2mm侧： 3mm 侧：①0.85侧：①0.85 侧： 1侧： 1 侧： 80mm侧： 80mm 管子与管板连接方式：焊接，堆焊层厚度不小于 5mm管子外径 / 壁厚 / 管长（ mm ） ： 57/4/2000 （材质： 316L ） 管间距 / 管数/ 排列方式： 72/547/ △ 换热器管束等级： I单重：12880Kg （参考）注：煤气预热器中间段，换热管：057*4材质：316L ,管板为20H 表面进行堆焊不锈钢，换 热管与管板采用堆焊的方式连接，堆焊厚度不小于5mm 其余材质及尺寸以原星宇宙焦化技术有限公司设计的图纸（ H20-05-1 ）为准。

煤气预热器的作用和原理
煤气预热器是一种设备，用于提高燃烧煤气的温度，以提高燃料的热效率。

它的主要作用是预热来自气矿或气化厂的冷煤气，使其达到合适的温度，以提高煤气燃烧的效率和减少能源消耗。

煤气预热器通常用于工业炉、炼油厂和发电厂等领域。

煤气预热器的原理是通过热交换，将热能从废气或其他热源传递给冷煤气。

通常情况下，煤气预热器由热介质（如废气、高温液体或蒸汽）和冷煤气经过不同的流体通道，热介质通过与冷煤气的接触，将热量传递给冷煤气，使其温度升高。

煤气预热器通常采用流经板式热交换器或管式热交换器的方式进行热传递。

在板式热交换器中，热介质和冷煤气通过不同的通道流动，并通过板之间的接触，传递热能。

而在管式热交换器中，热介质和冷煤气分别通过外管和内管流动，通过管壁的传热，实现热能的传递。

煤气预热器的工作效果受到多种因素的影响，包括煤气流量、煤气温度、热介质温度、传热表面积等。

通过优化煤气预热器的设计和操作参数，可以最大程度地提高燃气的预热效果，提高燃烧过程的热效率，节约能源和降低排放。

2010,20(1)黄万福　CO 变换煤气预热器设计探讨　C O 变换煤气预热器设计探讨黄万福3　东华工程科技股份有限公司　合肥　230024摘要　介绍C O 变换煤气预热器的选型和设计工况选择,采用HTFS +软件进行热计算,并用A s pen Plus 软件对不同工况进行模拟分析。

关键词　C O 变换煤气预热器　选型　热设计　工况模拟1　概述CO 变换煤气预热器(以下简称煤气预热器)是采用水煤浆气化制合成氨或甲醇装置CO变换工段的重要设备,它利用CO 变换反应生成的高温变换气加热进变换炉的水煤气,使其达到变换炉入口所需的温度,属于典型的气-气换热器,具有高温、高压、介质易结垢和工况多等特点。

本文以某600kt/a 甲醇装置水煤浆气化为例,采用A s pen Plus 2006软件进行流程模拟,采用HTFS +软件进行换热器热计算,对煤气预热器进行设计探讨。

2　设计条件采用水煤浆气化和耐硫催化剂部分变换工艺,装置操作弹性为50%～110%。

煤气预热器的流程简图见图1。

图1　煤气预热器流程简图R01为变换炉,E01为煤气预热器,三角形内的数字为物流点编号,煤气预热器冷侧为水煤气,热侧为变换气。

变换炉入口温度T 5(温度下标代表物流号,下同)通过煤气预热器水煤气侧旁路阀调节,换热器热设计按水煤气全部通过换热器计算,即T 2=T 5。

变换工段的操作分多种工况,按催化剂寿命周期各阶段分初期、正常、末期工况,按生产负荷可分为典型的50%、100%、110%负荷工况。

限于篇幅,本文不讨论全部工况。

首先选用正常100%负荷和末期100%负荷两种典型工况讨论如何选择设计计算工况。

两种工况下,水煤气侧进口(图1物流点1)压力不变约为6120MPa (G ),水煤气侧出口、变换气侧进口和出口压力变化不大,因此不考虑换热器压力变化对热设计的影响。

换热器的流量和进出口温度见表1。

表1　煤气预热器气体流量和进出口温度气量(kg/h )T 1(℃)正常末期T 2(℃)正常末期T 3(℃)正常末期T 4(℃)正常末期29419624315243152753054224513901438918 两种工况下气体流量、水煤气侧进口温度、变换气侧出口温度、水煤气出口和变换气出口温度温差不大,说明两种工况下换热器的平均温差基本相等。

焦炉煤气预热器的工作原理
焦炉煤气预热器是一个用于加热煤气以提高焦炉效率的设备。

它主要是用来加热焦炉燃烧室中的原始冷煤气，并将其预热到足够的温度，以保证在焦炉中燃烧时能够产生更多的能量，从而提高整个炼钢过程的效率。

下面将详细介绍焦炉煤气预热器的工作原理。

1. 重心式换热器
焦炉煤气预热器通常包括一个重心式换热器。

它由两个反向串联的金属管道组成，两个管道之间的热交换通过喷射冷却器和一个流量调节器来实现。

2. 主要工作原理
当原始煤气从焦炉燃烧室进入预热器时，它会通过重心式换热器进入预热器的第一部分。

在这个阶段，煤气会通过流量控制器进行调节并连接到热交换器上。

煤气在热交换器中与更热的烟气相遇，并通过热交换器传输热能。

3. 喷射冷却器
煤气接触热交换器后，将流向喷射冷却器。

在这里，它会受到更特殊的熱处理。

通过这种方式，喷射冷却器可以将煤氣表面上的任何液态烷或液态丙烷冷却。

4. 二级热交换器
煤气接受完喷射冷却器的处理后，将流入预热器的第二部分，也称为二级热交换器。

在这个阶段，煤气会与更热的烟气相遇，并再次将热转移到煤气上。

这个过程持续到煤气预热到所需的温度，然后流出预热器，并流入焦炉燃烧室中以被燃烧。

总的来说，焦炉煤气预热器通过重心式热交换器和喷射冷却器，将原
始的焦炉煤气逐渐预热到所需的温度。

这大大提高了炼钢过程的效率，同时也降低了燃料使用的成本，是焦炉炼钢中不可或缺的关键设备。

焦炉预热器处理方案1. 1号焦炉预热器目前情况：1.1 1号焦炉预热器自1998年撤开清扫焦油处理后，内部就没有进行检查和处理。

1.2 近3个月，支管压力在900pa，预热器当总管压力低于4000pa, 支管就保不住规定值900pa，可以看出预热器阻力达到3100 pa（不正常）。

同比2号焦炉为500 pa.。

1.3 2011年12月8日，预热器阻力测量情况：支管压力为900pa，预热器蒸汽吹扫前，阻力为3100 pa（不正常）, 预热器蒸汽吹扫后阻力为3000pa（不正常）。

1.4 2011年12月8日经检查和测量，1号焦炉预热器进、出阀门关闭、关严时仍有少量煤气泄露，说明预热器进、出阀门底部有焦油，造成阀门关不严，煤气泄露。

在预热器撤出或安装时严禁动火，并相应采取措施防止煤气中毒、燃烧、爆炸。

1.5 根据1、2号焦炉煤气支管压力在900 pa时使用情况，预热器阻力正常值为500—1000pa.。

1.6 近3个月，1号焦炉因预热器阻力较大造成加热煤气不预热直接进焦炉燃烧及回炉焦炉煤气杂质较多，引起加热煤气管道经常堵塞，调火工作负荷加重。

调火多次用蒸气进行了清扫但效果不好。

1.7 1号焦炉预热器进口阀当阀门螺杆关下0.5—1厘米后，煤气会大量漏入预热器（阀门可能损害和不严密），支管压力为800pa时进行预热器蒸气吹扫时蒸气泄入煤气管内为500立方/每小时。

当阀门螺杆刚好关完时蒸气泄入煤气管内为80立方/每小时，处理时要注意。

1.8 根据以上情况车间组织进行1号焦炉预热器内部检查和处理。

2. 1号焦炉预热器处理方案：1号焦炉预热器处理方案，采用“预热器内部检查和煤气通道焦油、杂质清除”的方案。

其方案步骤为：2.1 准备工作：2.1.1 调火班负责，提前一天清除预热器周围的焦油和灰尘，预热器沟道加盖板。

2.1.2调火工负责，提前一天准备好清除预热器内部焦油使用的安全带、大锤、粗细通棍、小桶、挖瓢、钢丝绳、棉纱等工具。