无露点腐蚀空气预热装置在余热回收系统上的应用

收稿日期:２０２２Ｇ０２Ｇ１６.作者简介:袁文忠,男,１９９１年毕业于抚顺石油学院化工机械专业,学士学位,长期从事设备管理工作,高级工程师.E m a i l :z j _y u a n w e n z h o n g ＠r o n g Ｇs h e n g．c o m .防止空气预热器露点腐蚀措施袁文忠(宁波中金石化有限公司,浙江宁波３１５２０４)㊀㊀摘㊀要:空气预热器常因发生露点腐蚀问题而影响其使用寿命.文章介绍了低温露点腐蚀机理和防止空气预热器露点腐蚀的改进方法.采用抗腐蚀材料和涂层技术可减缓腐蚀;烟气脱硫以及控制预热器冷端金属表面温度高于露点温度可防止发生腐蚀.某公司实测燃气火焰加热炉露点温度７８ħ,并以此作为控制预热器冷端温度依据.该公司应用 ９５＋超净高效工业炉技术 和 复合相变换热器余热回收技术 两项新技术防止露点腐蚀,取得良好效果.关键词:空气预热器㊀露点腐蚀㊀排烟温度㊀节能d o i :１０．３９６９/j．i s s n ．１００６－８８０５．２０２２．０３．０１０１㊀腐蚀机理空气预热器是通过高温烟气将燃烧用空气加热的传热设备,是余热回收系统中的薄弱环节,其使用寿命往往因露点腐蚀问题达不到设计要求.造成空气预热器低温露点腐蚀的原因有两点,一是烟气中存在S O ３,二是受热面金属壁温低于烟气中的酸露点温度.燃料中或多或少都含有S ,其燃烧后生成S O ２及少量S O ３,在高温或有原子O 的情况下,一部分S O ２也可被氧化成S O ３,S O ３与烟气中的水蒸气结合成硫酸(H ２S O ４)蒸气.H ２S O ４蒸气本身对受热面金属的传热影响不大,但当受热面的金属壁温低于酸露点时,含有H ２S O ４的蒸气就会在受热面上凝结成含有H ２S O ４的液体,对受热面产生严重腐蚀,很短时间内就可造成空气预热器腐蚀泄漏.泄漏会造成空气预热器漏风,而漏风又会使烟气温度进一步降低,从而加速腐蚀,形成恶性循环.当烟气中的含尘量很高或烟气中掺杂有不充分燃烧的高粘度聚合物时,随着烟气在预热器出口处温度和速度的降低,烟气中的灰尘或聚合物就会逐渐沉积到换热管的管壁和翅片上.低温区域所形成的H ２S O ４冷凝液可吸附大量粘度大㊁附着力强的烟灰.这些粘性灰尘吸附在预热器管壁上,则会影响传热,进一步扩大低温区域.受热面堵灰和腐蚀相互促进,堵灰会使传热减弱㊁受热面金属壁温降低,进而加速腐蚀过程.低温区域露点腐蚀速度极快,严重时空气预热器管壁在３~４个月内就可能发生腐蚀穿孔,导致工业炉热效率下降,甚至被迫停工㊁检修,造成重大经济损失ʌ１Ｇ２ɔ.２㊀常规空气预热器防腐措施空气预热器主要有管式㊁板式㊁铸铁板式三种型式.管式空气预热器通常采用搪瓷㊁０９C r C u S b(N D 钢)防腐.板式空气预热器采用不锈钢材质,有抗露点腐蚀作用,但有容易结垢㊁堵塞的缺点.为减缓空气预热器露点腐蚀,尽可能回收烟气热能,某公司曾经将燃气加热炉排烟温度控制在夏季ȡ１３５ħ㊁冬季ȡ１５０ħ.在实际生产中,即使排烟温度高于烟气露点温度,也仍有腐蚀产生.对于逆流式空气预热器,其泄漏多数情况是从冷端开始的,即冷空气进口㊁烟气出口处(见图１)ʌ１ɔ.这是由于空气入口温度较低,使得靠近空气入口区域的预热管壁温度仍低于烟气露点温度,造成局部露点腐蚀.当换热的空气与烟气量相匹配时,粗略估算此处管壁平均温度约为冷热流体温度的平均值.保证此处的最低平均壁温高于烟气露点温度,则可以防止露点腐蚀ʌ３Ｇ４ɔ.提高低温受热面壁温,使之高于烟气露点,使H ２S O ４蒸气不能在金属表面凝结,就不会发生腐蚀.提高金属壁温的办法有两种,一是提高排烟温度,二是提高预热器入口空气温度.提高排烟腐蚀与防护㊀㊀石油化工设备技术,２０２２,４３(３) ５２P e t r o c h e m i c a l E q u i p m e n tT e c h n o l o g y温度可采用冷空气旁路的方法.该方法在增加排烟热损失㊁避免冷端露点腐蚀的同时却会降低工业炉运行的经济性.提高空气预热器入口冷空气温度可采用热风再循环(从空气预热器出口处引出部分热空气与入口处冷空气混合)或前置预热器(用装置余热与冷空气换热)的办法实现ʌ３Ｇ４ɔ.图１㊀空气预热器露点腐蚀区域㊀㊀近１０年来,国内生产大型铸铁板式空气预热器技术有所进步.大型铸铁板式空气预热器传热性能高㊁压降小,具有优良的耐腐蚀性能,在国内管式加热炉领域获得广泛应用.该型空气预热器采用合金铸铁铸造,其化学成分中含有４％~５％C .C 具有一定惰性,阻碍了酸对金属的电化学腐蚀,从而延缓了露点腐蚀进程,可延长预热器使用寿命.因空气预热器露点腐蚀主要发生在低温部位,结合空气预热器特点,工业设计中也有高温段㊁铸铁板组合式结构.采用组合式结构时,高温烟气先通过高温段空气预热器,降低温度后再进入铸铁板式空气预热器;或空气先通过铸铁板式空气预热器,再进入高温段空气预热器.某公司２０１５年新建的加热炉中有２台焦化炉采用前置换热器＋管式换热器组合结构,将空气在前置换热器中用热水加热至６０ħ后再进入管式空气预热器.管式空气预热器材质为碳钢(烟气温度低于２００ħ部位的热管采用烟气侧镀搪瓷处理).其他９台工艺加热炉采用管式＋铸铁板组合式空气预热器.空气预热器设计参数见表１.表１㊀空气预热器设计参数㊀㊀实际运行过程中,排烟温度控制在１４０ħ以下时,空气预热器底部会排出凝结水.凝结水中有很多铁锈,pH 值２．９,说明已经发生露点腐蚀.为此,委托岳阳长岭设备研究所对烟气露点温度进行实测,实测值为７８ħ.测试期间环境温度１９ħ,实测排烟温度１４３．１ħ,按最低壁面温度约为空气入口温度与排烟温度之和的一半,估算最低壁面温度约８１ħ,高于露点腐蚀温度.按实３５ ㊀第４３卷第３期袁文忠．防止空气预热器露点腐蚀措施际排烟温度１４３．１ħ㊁露点腐蚀温度７８ħ反推,如果环境温度低于１３ħ时,就会有露点腐蚀发生.由此可见,没有前置预热器的空气预热器防止露点腐蚀,需要根据环境温度对排烟温度做适当调节,以达到既防止露点腐蚀又节能的目的.考虑到铸铁板式换热器本身有一定耐露点腐蚀能力,将排烟温度控制在１４０ħ以上运行,投用６年,未发生空气预热器腐蚀泄漏问题.实测露点温度时,加热炉系统瓦斯组分分析见表２.表２㊀系统瓦斯组分(分析数据)３㊀防止空气预热器露点腐蚀新思路为保证装置连续运行,如何在避免烟气露点腐蚀,保障下游的预热器㊁引风机㊁烟风道等设备正常运行的前提下,进一步降低排烟温度,是加热炉节能技术的发展方向.３．１㊀９５＋超净高效工业炉技术采用某公司开发的 ９５＋超净高效工业炉技术 作为对加热炉系统的改造方案,可将加热炉热效率提高到９５％甚至更高,彻底解决空气预热器露点腐蚀问题.技术方案如下:燃料气经过烟气预热器后被预热至一定温度,进入脱硫反应器进行处理,将燃料气中的总硫含量由１３~１８m g/m ３(标准状态,下同)降至２~５m g/m ３,经过脱硫后的燃料气进入加热炉燃烧,可降低烟气中的S O ３含S 和露点腐蚀温度.高温烟气从对流段排出后分成两股,一股用于加热燃料气,另一股经过高温段空气预热器进行加热,最终两股烟气汇合后由引风机引出,在低温段空气预热器中与空气换热后排入烟囱.换热后,烟气排放温度可降到８０ħ.空气预热器底部有连续明水排放.定期分析水质(电导㊁C l－等),结果显示,其p H 值为６~７,日常直排至含油污水系统.燃烧用空气依次经过鼓风机㊁低温段空气预热器㊁高温段空气预热器,与烟气换热后进入燃烧器燃烧.烟气脱硫流程见图２.图２㊀烟气脱硫流程３．２㊀复合相变换热器余热回收技术某公司一期水煤浆锅炉掺烧石油焦后,存在较多影响锅炉经济运行的瓶颈.由于烟气水分和S 含量高,导致烟气露点温度较高,低温空气预热器腐蚀㊁积灰严重.２０１７年及２０２０年全厂大修时,因低温空气预热器发生低温露点腐蚀,更换了３台锅炉的低温空气预热器,其实际使用寿命只有３年.按相变换热器厂家计算,该公司水煤浆锅炉的烟气露点温度为８６~９０ħ,按排烟温度１５０ħ㊁进口风温２０ħ折算,空气预热器冷风进口端的最低壁面壁温大约为８５ħ(约为空气入口温度与排烟温度之和的一半),稍低于计算露点温度.为了４５ 石㊀油㊀化㊀工㊀设㊀备㊀技㊀术２０２２年㊀防止露点腐蚀,不能降低排烟温度.复合相变换热器余热回收技术是一种用于低温排烟热源回收的技术,即在锅炉尾部烟道和送风机出口风道上各增加１台换热器,将２台换热器用管道相连.当锅炉排放的高温烟气流经烟气换热器时,烟气将热量传递给换热管中的水,使水汽化,汽化过程中吸收大量的热量,使烟气温度降低至１３０~１３５ħ(根据燃料和露点温度可调).水蒸气沿着上升管进入空气换热器,将热量传送给由送风机送过来的进炉空气,将空气加热至７０~８０ħ.水蒸气释放热量后变成冷凝水,又沿着下降管返回烟气换热器,进行新一轮换热,如此反复循环.水作为热媒(中间热载体),通过沸腾吸热和凝结放热将烟气的热量连续地传递给空气.管壁温可利用上升管上的阀门手动/自动调节.相变换热器烟气流程见图３.图３㊀相变换热器烟气流程㊀㊀按烟气Ｇ热水换热器热水入口温度７５ħ㊁排烟温度１２０ħ推算,该处最低金属壁温９７．５ħ,远高于烟气露点温度,有效防止了露点腐蚀.加热后热水汽化再进入热水Ｇ空气预热器,起到了预热空气的作用.热水Ｇ空气预热器不接触烟气,没有烟气低温露点腐蚀的问题.该项目相变换热器烟气侧增加了４３０P a 的阻力损失,但由于排烟温度降低使引风机入口体积流量减小,可抵消流阻约１８０P a ,因此,实际增加阻力２５０P a .因该公司引风机有一定余量,故未产生负面影响.电除尘器除尘效果在较低温度下(１３０ħ)运行较好.为此,需使温度保持在高于露点温度１０~２０ħ作为安全裕量,以避免出现冷凝结露㊁糊板㊁腐蚀和破坏绝缘等情况.因此,在应用复合相变换热器进行节能优化设计后,由于进入电除尘器烟气的温度得到较大幅度降低,会有利于发挥电除尘的效果.因为电除尘器不是换热器件,极板的壁面温度肯定会高于相变换热器的最低壁面温度.假设电除尘器进口烟气温度为１１５ħ㊁散热和漏风率均为２％~３％㊁外界温度为２０ħ,则除尘器出口烟气温度将会高于１１０ħ.由于电除尘器的极板壁面温度总是介于进㊁出口烟气温度之间,所以只要其出口烟气温度高于烟气露点,电除尘器在原则上总是安全的.通过采用复合相变换热器余热回收技术,锅炉排烟温度从１５０~１５５ħ降低至１３０ħ,解决了锅炉空气预热器低温腐蚀难题,大幅度降低了锅炉排烟温度,可有效回收大量中㊁低温热能,产生十分可观的经济效益.参考文献:[１]㊀朱江．加热炉空气预热器预热管壁温度的计算及防露点腐蚀的方法[J ]．石油化工设备技术,１９９８,１９(４):３３Ｇ３８．[２]㊀丛海涛．加热炉余热回收设备烟气露点腐蚀及其抑制[J ]．石油化工腐蚀与防护,２００１,１８(３):１４Ｇ１５．[３]㊀钱家麟．管式加热炉:第２版[M ]．北京:中国石化出版社,２００３．[４]㊀A m e r i c a n P e t r o l e u m I n s t i t u t e ．F i r e d H e a t e r sf o rG e n e r a l R e f i n e r y Se r v i c e :A P I ５６０ ２０１６[S ]．W a s h i n g t o nD．C ．:A P IP u b l i s h i n g S e r v i c e s ,２０１６．５５ ㊀第４３卷第３期袁文忠．防止空气预热器露点腐蚀措施i n d i c a t e d t h a tt h e c r a c k s h a d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f i n t e r g r a n u l a r c r a c k i n g;t h e h i g h t e m p e r a t u r e c r e e p g e n e r a t e d b y t h e f e a t u r e s o f a u s t e n i t i c s t a i n l e s s s t e e l w e l d i n g a n d h i g ht e m p e r a t u r ec o n d i t i o n sa n dt h e s t r u c t u r e i n s t a b i l i t y i n t h e h e m iＧe l l i p s o i d h e a d s t r e s s d i s t r i b u t i o nw e r e t h e i n t e r n a l c a u s e s o f t h e c r a c k i n g．T h e t e m p e r a t u r e d i f f e r e n c e s t r e s s i n s t a n t a n e o u s p e a kd u et o i n s u l a t i o nf a i l u r eo f t h et o p s e a lh e a d w a s t h e e x t e r n a l c a u s e o f t h e c r a c k i n g．K e y w o r d s:MT O p l a n t;t o p h e a d o fr e a c t o r;a u s t e n i t i cs t a i n l e s ss t e e l;w e l d m e t a lc r a c k i n g;f a u l t a n a l y s i sA P P L I C A T I O N A N D A D V A N T A G E A N A L Y S I S O F L I Q U I D D R I V E N C O M P R E S S O RI N F U E L C E L LH Y D R O G E NF I L L I N G[４３]L i a n g F e n g(S I N O P E C Q i n g d a o R e f i n i n g C o r p．L t d．,Q i n g d a o,S h a n d o n g,２６６５００)A b s t r a c t:I n o r d e r t o r e a l i z e t h e d e l i v e r y o f f u e l c e l l h y d r o g e n i na d v a n c e,a l i q u i dd r i v e nc o m p r e s s o r i s u s e di nt h eh y d r o g e nf i l l i n g s t a t i o nt o b o o s tt h e h i g hＧp u r i t y h y d r o g e n i n t ov e h i c l e s．T h ea p p l i c a t i o n c o m p a r i s o n a n d a n a l y s i s w i t h t h e d i a p h r a g m c o m p r e s s o r c o m m o n l y u s e d i n h y d r o g e n f i l l i n g s t a t i o n s s h o wt h a t t h e l i q u i dd r i v e nc o m p r e s s o rh a s t h ea d v a n t a g e so f s t r u c t u r a l l yp r e v e n t i n g h y d r o g e n f r o m b e i n gp o l l u t e d,s t a r t i n g a n ds t o p p i n g a ta n y t i m e,r e a d y t ou s e,l o w w e a ra n dl o w n o i s e,e t c．C o m p a r e d w i t h d i a p h r a g m c o m p r e s s o r s,t h e a p p l i c a t i o no f l i q u i dd r i v e nc o m p r e s s o r sc a nr e d u c e i n v e s t m e n t b y a b o u t２０％a n d r e d u c e f i l l i n g e n e r g y c o n s u m p t i o nb y１０－３０％．I t h a s t h e a d v a n t a g e s o f s i t ea d a p t a b i l i t y a n ds t r o n g c o m p e t i t i v e n e s s．T h i s p a p e r p u t sf o r w a r d s o m e s u g g e s t i o n sf o r m o d e l i m p r o v e m e n t a n dd e v e l o p m e n t p o t e n t i a lw h i c hc a nb e u s e d f o r t h e d e v e l o p m e n t o f２０００m３/h(n o r m a lc o nd i t i o n)l a r g ed i s p l a ce m e n t m o d e la n dt h ef l o w c o n t r o lo f s t a r tＧu p c o n d i t i o n sa n dc a n i m p r o v e t h e t e c h n o l og y i n f u r th e r e n e r g y s a vi n g a n d c o n s u m p t i o n r e d u c t i o n．K e y w o r d s:c o m p r e s s o r;s t r u c t u r e;h y d r o g e n;f i l l i n g;a d v a n t ag e sA P P L I C A T I O N O F C O A T I N G A N T IＧC O R R OＧS I O N I N P E T R O C H E M I C A L P L A N T W A T E R C O O L E R[４８]Z o n g R u i l e i(S I N O P E C E n g i n e e r i n g I n c o r p oＧr a t i o n,B e i j i n g,１００１０１)A b s t r a c t:T h e c o r r o s i o n o f w a t e r c o o l e r i s a c o m m o nc h a l l e n g e f o r p e t r o c h e m i c a l p l a n t s,w h i c h i sr e l a t e dt ot h es a f ea n ds t a b l eo p e r a t i o no ft h e p l a n t s．T h i s p a p e r s u m m a r i z e s t h e c o r r o s i o n m e c h a n i s mo fw a t e r c o o l e r s,i n t r o d u c e s t h e c o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o n s y s t e mo fw a t e r c o o l e r e s t a b l i s h e db y S I N O P E C g r o u n d e d i n t h e i n d u s t r y s t a n d a r dS H/T ３５４０,a n d d i s c u s s e s s e v e r a l r e l a t e d h o t i s s u e s c o v e r i n g t h e i n f l u e n c eo fc o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o no n h e a t t r a n s f e re f f i c i e n c y,t h ea p p l i c a t i o no fc o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o n i n p e t r o c h e m i c a l p l a n t s,a n d t h e a p p l i c a t i o n o f c o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o n o n t h e o i l&g a s s i d eo fh e a te x c h a n g e r s．C o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o ni s s t i l l t h em a i na n t iＧc o r r o s i o nm e a n s o fw a t e r c o o l e r s i n p e t r o c h e m i c a l p l a n t s,a n d t h e g o a l o f m o r e e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n a n d l o n g e r s e r v i c e l i f e s h o u l db e p u r s u e d．K e y w o r d s:p e t r o c h e m i c a l p l a n t;w a t e rc o o l e r;c o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o n;p a i n t i n gM E A S U R E S F O R P R E V E N T I N G D E W P O I N T C O R R O S I O NO FA I RP R E H E A T E R[５２]Y u a n W e n z h o n g(N i n g b oZ h o n g j i nP e t r o c h e m iＧc a lC o．,L t d．,N i n g b o,Z h e j i a n g,３１５２０４) A b s t r a c t:T h e s e r v i c e l i f eo f a i r p r e h e a t e r s i s o f t e n a f f e c t e db y t h eo c c u r r e n c eo fd e w p o i n tc o r r o s i o n．T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e m e c h a n i s m o f l o w t e m p e r a t u r e d e w p o i n t c o r r o s i o n a n d t h e i m p r o v e m e n tm e t h o d f o r p r e v e n t i n g t h e c o r r o s i o n o f a i r p r e h e a t e r s．T h e u s e o f c o r r o s i o nＧr e s i s t a n t m a t e r i a l sa n dc o a t i n g t e c h n o l o g i e sc a ns l o w d o w n c o r r o s i o n．F l u e g a sd e s u l f u r i z a t i o na n dc o n t r o l l i n g t h e c o l dＧe n d m e t a l s u r f a c e t e m p e r a t u r e o f t h e p r e h e a t e r sa b o v et h e d e w p o i n tt e m p e r a t u r ec a n p r e v e n t c o r r o s i o n．T h e m e a s u r e d d e w p o i n t t e m p e r a t u r e o f s u l p h u r i c a c i d i n a g a s f l a m e h e a t e r i s ７８ħw h i c h i s u s e d f o r p r eＧh e a t e r c o l dＧe n d t e m p e r a t u r e c o n t r o l．T h e c o m p a n y a p p l i e d t w on e w t e c h n o l o g i e s i n c l u d i n g＂９５＋h i g hＧe f f i c i e n c y i n d u s t r i a l f u r n a c e t e c h n o l o g y＂a n d＂c o m p o s i t e p h a s e c h a n g e h e a t t r a 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科技成果——玻璃板式换热器余热回收技术适用范围石化行业加热炉、锅炉等烟气余热回收行业现状在石化、电力和化工等行业，加热炉的排烟温度通常在140℃左右，烟气直接排放到大气中会带走大量的热量，导致系统的热效率降低。

如果对加热炉排出的高温烟气进行余热回收，当烟气温度低于露点时，会因腐蚀而损坏设备，缩短设备的使用寿命，因此传统余热回收将排烟温度控制在露点以上。

在高的排烟温度下，不仅高温烟气会带走大部分热量，而且烟气中的水蒸气也因不能被冷凝释放出潜热，随烟气一起排放。

玻璃板式换热器余热回收技术不仅可降低排烟温度，回收烟气中的热量，而且可将烟气中的水蒸气冷凝，回收冷凝水释放的潜热，同时解决设备露点腐蚀问题，可对120-200℃的低温烟气进行深层次余热回收，从而提高加热炉的效率。

目前，采用热管式空气预热器的加热炉效率约92%，而采用新型玻璃板式换热器技术，加热炉效率可提高至95%左右，具有较大的节能潜力。

成果简介1、技术原理采用耐热玻璃作为换热元件，解决烟气对设备的露点腐蚀问题，降低排烟温度，并实现烟气冷凝，回收冷凝水潜热；采用板式换热结构，提高流膜传热系数；采用弹性良好的支撑和密封材料，大大减少板片间的压差和泄漏量。

该技术可对120℃-200℃的低温烟气进行深层次余热回收，与传统管式加换热器相比，节能效果良好。

2、关键技术（1）换热器防腐技术采用耐热玻璃作为换热元件，可抵抗除氢氟酸外其他所有酸性物质的腐蚀，抗腐蚀性能优异，解决了烟气露点腐蚀问题，使烟气冷凝换热器成为现实。

（2）高效换热技术采用板式结构，气-气换热，玻璃表面光滑，对流膜传热系数高，传热效率较管式换热器高20%，且压降阻力低。

（3）高密封性技术采用多重密封材料混合密封，板片间的压差小于10kPa，泄漏量小于0.3%。

（4）玻璃防破裂技术采用弹性良好的支撑和密封材料，具有减震和柔性支撑功能，板片可在刚性框架内自由涨缩，应力变形破坏小，很难出现失效破裂，可在-40℃到250℃之间使用。

热管空气预热器在余热回收中的节能应用
热管空气预热器在余热回收中的节能应用
热管是依靠工质的相变来传热的一种人工构件，在平时使用时很少使用单根的热管来作业，通常是使用由数根热管组成的热管换热器来为企业节能。

这样组成的热管换热器具有结构紧凑、抗腐蚀、耐用、安装便捷、检修方便等特点，因其高效的传热效率，在热能回收和再利用领域应用日益广泛。

在工业领域，热管换热器常被作为空气预热器（简称空预器）来使用。

空预器一般用于锅炉系统中，用来传导烟气中含有的热能的一种装置，在使用过程中能提高锅炉系统的热交换性能。

当热管换热器作为空预器使用时，因其较高的传热性能而被广泛应用。

具体应用场景：将热管空预器安装在排烟管道末端，当烟气经过热管空预器时，烟气中含有的热量，通过热管内含有的工质的蒸发和冷凝来传递热量，这部分热量可加热助燃空气，以此来降低燃料的消耗，提高热量的使用效率；回收的这部分热量也可用于其他工序，也能用于生活中。

传统的空预器常见的问题就是出现堵灰，而热管空预器在工作时，烟气是在管外进行，有利于除灰；通过巧妙的设计，也能有效避开露点腐蚀，可避免由腐蚀物质形成的堵灰。

地兴专注中低温热管十余年，在热管系列产品上的开发和利用方面积累了丰富的经验；公司有专业的设计技术人员，可为用户量身打造节能换热器。

余热炉露点腐蚀及防治摘要：余热回收系统主要由前置预热器、暖风器、空气预热器、鼓引风机及烟风道等设备构成，其中前置预热器采用螺纹管，管内介质为两炉热烟气，管外介质为经空气预热器预热后的空气；暖风器采用两组圆形翅片管，管内介质为常二线油，管外介质为鼓风机送入的冷空气，竖直安装，上端为空气室，下端为烟气室。

关键词：余热炉露点腐蚀；防治为了保护设备，往往需要提高烟气最终排放温度，使设备表面的温度高于露点温度，从而防止或减少结露产生酸腐蚀。

随着炼油厂对节能降耗的要求越来越高。

烟气酸露点腐蚀成为降低管式炉排烟温度、提高热效率的主要障碍，给炼油厂带来巨大困扰。

一、概述余热锅炉燃烧所需的燃料都含有硫及其化合物，燃烧时燃料中的硫化物与空气中的氧发生反应生成三氧化硫，三氧化硫与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽在省煤器管上发生结露生成硫酸，从而对碳钢管造成腐蚀。

露点腐蚀温度与燃料中的硫元素含量及烟气中的水蒸汽分压有关。

一般来说二者成正比关系。

其它如触媒、过氧燃烧、积灰等都有不良影响，尽量提高省煤器管壁温度，阻止酸气结露的发生。

二、余热炉露点腐蚀1.腐蚀主要是由于燃料中含硫等腐蚀性成分，燃烧后产生SOX，气体和蒸汽所致硫燃烧后一般先生成S02，在过剩空气系数较大的燃烧情况下，极少数的SO2继续与高温下分解出来的氧原子反应生成SO3，。

过剩空气系数越大，由SO2转化成S03的几率越大。

通常情况下，SO3与蒸汽并不立即反应生成硫酸蒸气，只有在SO3和H20气体达到一定浓度、温度低于200℃才会反应生成硫酸蒸气。

当设备表面温度低于酸露点时，硫酸蒸气在壁面冷凝，从而对设备表面产生腐蚀。

另外，烟气中的飞灰也可能被硫酸粘结，在设备表面形成积灰。

这种积灰多附着在前置预热器的管程和热管预热器的翅片上，一方面对预热器造成堵塞，另一方面也更容易吸附烟气中的SO3，从而加剧金属的腐蚀。

影响露点因素很多，主要有如下几点：（1）燃料中含H量高或烟气中的蒸汽含量多，则露点升高；（2）燃料中含硫或硫化氢多，则烟气中的S02量增加。

糠醛装置余热回收系统露点腐蚀原因分析及改进措施摘要：热管式烟气余热回收系统在运行过程中必须解决好热管的露点腐蚀问题，否则将影响加热炉的长周期高效率运行。

介绍了热管烟气余热回收技术在炼油厂糠醛装置的应用情况，对运行过程中出现的露点腐蚀问题进行分析，并提出了解决措施。

关键词：热管；空气预热器；露点腐蚀中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：1、工艺流程简述糠醛装置在2012年的检修期间对加热炉进行了改造，空气预热器由外置预热（精制油预热），改为内置预热（烟气预热），提高了加热炉热效率。

炉101的烟气进入炉102的对流室两炉烟气经重合烟囱汇合后，进入预热器换热,再由引风机引入重合烟囱排大气。

空气经鼓风机加压后经预热器预热进两炉,与炉内燃料混合后燃烧。

烟气放热、空气吸热即达到烟气余热回收的目的。

热管烟气段出口出现严重的腐蚀现象主要原因是排烟温度过低，使得烟气出口的最后几排热管处于露点区，余热回收系统腐蚀问题较严重,已不能满足装置长周期安全运行的需要。

2、腐蚀的原因分析2.1低温露点腐蚀的机理用空气预热器回收排烟余热极为重要的问题之一是受热面的低温腐蚀。

利用排烟余热涉及受热面低温腐蚀的两个关键温度：一是酸露点，一是水蒸汽露点。

酸露点：一般燃料油或燃料气中均含有少量的硫，硫燃烧后全部生成so2。

由于燃烧室中有过量的氧气存在，所以又有少量的so2进一步再与氧化合成so3。

在通常的过剩空气系数条件下，全部so2中约有1～3%转化成so3。

在高温烟气中的so3气体不腐蚀金属。

在低温部分，三氧化硫与水蒸汽发生反应：so3+h2o= h2so4(气体)→h2so4(雾)生成硫酸蒸汽，温度降低后，硫酸蒸汽便结成了硫酸雾。

我们称硫酸蒸汽开始凝结成硫酸雾的最高温度为酸露点。

水蒸汽露点：排烟中的水蒸气露点与烟气中水蒸汽含量有关。

水蒸汽含量的多少，取决于燃料所含水分，氢及送风方式等。

气相中水蒸汽开始冷凝的温度称为露点，露点温度一般为50～60℃[1]。

无露点腐蚀空气预热装置在余热回收系统上的应用摘要：介绍无露点腐蚀空气预热装置的原理与方法，通过空气预热器在常减压装置余热回收系统中的应用，对提高加热炉热效率，加强加热炉的平稳操作具有重要的意思。

关键词：常减压加热炉热管式空气预热器无露点腐蚀空气预热装置一、前言在石化企业中各种加热炉是重要耗能设备，约占全厂能耗的30～60%，提高加热炉的效率一直是石化企业节能工作的重点，其中采用各种余热回收系统回收烟气低温余热、降低加热炉排烟温度是最有效的节能手段。

但目前各种烟气余热回收设备普遍存在低温露点腐蚀问题，即运行中空气预热器的低温段遇上了烟气的酸露点，一般认为烟气中存在S组分，烟气的酸露点会造成管束腐蚀穿孔，当空气余热热器低温段管壁处于酸露点范围内时，壁面沉积一层“酸水”，它在腐蚀管壁的同时又吸附烟气中的灰分，粘结附着在热管表面，日积月累很难清除，使空气预热器热管换热效率降低，影响生产，同时空气预热器排烟温度高，引起加热炉能耗高等一系列问题。

无露点腐蚀空气预热装置作为一项新型的余热回收技术，目前在石化行业得到了广泛的应用。

各石化企业为响应国家节能减排的号召，以及考虑到石化装置的复杂性、工艺多样化，需要充分利用石化系统的各个余热资源，来满足本企业节能降耗、提高经济效益的需求。

中海油气（泰州）石化有限公司150万吨/年燃料油装置有常压炉、减压炉两台加热炉，共用一套余热回收系统。

利用常压炉和减压炉的对流室出口高温烟气进入热管式空气预热器，与从引风机来的常温空气进行热交换，经过热交换后的助燃空气进入加热炉作为介质进行燃烧。

由于热管存在易失效、使用寿命短的缺陷，两炉的排烟温度随着开工周期的延长逐渐升高，导致排烟温度最高达260℃左右。

同时燃料的消耗也因烟气能量不能得到有效的回收而增加，因而两炉热效率也逐渐降低。

并且每个周期装置检修都需要更换空气预热器管束，从节能减排和节约维修成本考虑，必须对原空气预热器进行改造。

连续重整装置四合一加热炉余热回收节能改造针对锦西石化分公司连续重整装置四合一加热炉余热回收改造问题，增设了余热回收系统，合理地避开了烟气露点腐蚀，降低了排烟温度，有效提升了加热炉的热效率，达到了设备节能减排的目的。

本文主要结合连续重整装置四合一加热炉余热回收节能改造的相关对策进行探究。

标签：连续重整装置;四合一加热炉;余热回收1 引言炼油厂连续重整裝置四合一加热炉是将四台加热炉合并为一台大型的箱式加热炉，在实际运行过程中，重整反应强吸热效应会造成加热炉设计的热负荷比较大，能量损耗严重。

为了避免加热系统产生过大压降，采取倒U型的排列结构进行加热炉辐射室炉管的设计。

可以避免能源资源的浪费，防止不良因素导致的无法过热而被放空，提高热量资源的回收效率。

2 连续重整装置四合一加热炉工作状况锦西石化分公司连续重整装置四合一加热炉于2016年份开始生产，引进美国技术，采取倒U形排列辐射室炉管，炉底布置了42台燃烧器，加热炉余热锅炉改造结构由四组受热单元和汽包组成，主要分为一级蒸发段、蒸发段、过热段以及省煤段四部分。

3 连续重整装置四合一加热炉改造方案针对锦西石化分公司加热炉的运行现状，为了减少四合一炉的排烟温度，回收利用烟气热量，提高热量的使用效率，有两种改造方案可供选择。

首先，可以先增加落地式空气预热器回收烟气热量，对燃烧器的冷空气进行预热。

其次，可以新增加落地省煤器仪器，对汽包脱氧水进行预热，增加空气预热器，从而可以回收高温烟气的热量。

两种改造方案均有其独特的优势和劣势，新增落地省煤仪器方案增加的设备比较少，能够有效避免漏点腐蚀，投资较低，改造成本低，占地面积少，不会改变原有的操作方式。

因此，锦西石化分公司重整装置四合一加热炉余热回收改造最终采取了增加空气预热器的方案。

为了使锦西石化分公司的改造效益达到最大化，充分考虑安全与经济效益的平衡，还进一步地应用了操作弹性比较大的空气预热器改造，从而可以缩短检修的时间，不需要对主体设备进行较大的改动，能够直接节约燃料，降低排烟温度，加热炉的综合热效率提升到了92%以上。

新型耐露点腐蚀陶瓷空气预热器的试验研究李玖重; 孙志钦; 高晓红【期刊名称】《《石油化工腐蚀与防护》》【年(卷),期】2019(036)005【总页数】4页(P5-8)【关键词】露点腐蚀; 改性莫来石; 陶瓷; 空气预热器; 余热回收【作者】李玖重; 孙志钦; 高晓红【作者单位】中石化炼化工程集团洛阳技术研发中心河南洛阳471003【正文语种】中文管式加热炉是炼油装置的主要设备之一，又是耗能大户和大气污染源，其燃料消耗一般占炼油厂能耗的50%左右。

提高管式加热炉热效率，既能减少炼油生产装置加热炉燃料消耗，又能降低有害气体排放，对炼化企业节能减排有重要意义[1]。

回收烟气余热，降低加热炉排烟温度是提高加热炉热效率的主要手段，目前中石化炼化企业管式加热炉排烟温度为120～150 ℃，对应的热效率为90%～92%，烟气余热回收系统已在烟气酸露点附近运行。

如果进一步降低排烟温度，空气预热器就会发生露点腐蚀，易出现积灰结垢和腐蚀穿孔等问题[2]。

跨越低温露点腐蚀的障碍，开发耐低温露点腐蚀的空气预热器，已成为加热炉节能减排的一个重要研究方向。

1 空气预热器现状目前，国内炼油装置加热炉烟气余热回收系统中使用的空气预热器主要有直接换热和间接换热两种形式。

直接换热是烟气和空气通过空气预热器换热面直接进行热量交换，如板式空气预热器、管束式空气预热器;间接换热是利用中间载体的吸热和放热，完成烟气和空气的热量交换，如热管式空气预热器、水热媒空气预热器[3]。

为避免空气预热器发生低温露点腐蚀，工程技术人员主要从控制空气预热器壁面温度和增强空气预热器耐腐蚀性能两个方面入手，进行了大量的探索和研究。

为了控制空气预热器壁面温度，需要在设计阶段直接提高空气预热器排烟温度，或是运行中通过调节系统控制烟气温度，使空气预热器壁面最低温度比烟气露点高5～10 ℃，进而避免露点腐蚀的发生[4]。

但这种方法使烟气低温余热无法被回收利用，限制了加热炉热效率的进一步提高。

加热炉新型烟气余热回收技术——无露点腐蚀水热媒技术在
天津石化应用
杨金鹏
【期刊名称】《炼油技术与工程》
【年(卷),期】2009(39)1
【摘要】采用各种余热回收设备（如空气预热器、省煤器等）回收烟气低温余热是加热炉最有效的节能手段，但目前各种烟气余热回收设备受低温露点腐蚀问题困扰。

中国石化天津分公司与中国石化集团洛阳石油化工工程公司合作开发的水热媒技术解决了这一技术难题。

【总页数】1页(P31-31)
【关键词】热回收技术;天津石化;露点腐蚀;加热炉;烟气;热媒;洛阳石油化工工程公司;余热回收设备
【作者】杨金鹏
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TK115;TB657.2
【相关文献】
1.无低温腐蚀水热媒技术在烟气余热回收系统中的应用 [J], 郑军如;代纪邦;周川;叶发强
2.天津石化成功应用新型烟气余热回收技术 [J],
3.水热媒技术在加氢裂化加热炉烟气余热回收系统中的应用 [J], 戈丹妮;赵小航;冯宝林;崔亚军
4.水热媒技术在连续重整装置加热炉烟气余热回收系统中的应用 [J], 陈国平
5.天津石化采用一新型烟气余热回收技术 [J],
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