標(biāo)題: 換熱器應(yīng)用設(shè)計(jì)中的技術(shù)進(jìn)步--轉(zhuǎn)載 [打印本頁(yè)] 作者: 聶德平 時(shí)間: 2009-3-27 11:42 標(biāo)題: 換熱器應(yīng)用設(shè)計(jì)中的技術(shù)進(jìn)步--轉(zhuǎn)載 隨著換熱器應(yīng)用的日益普及, 人們對(duì)換熱器及其系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)也越來(lái)越深刻, 技術(shù)水平日益提高�,，F(xiàn)就設(shè)計(jì)中涉及的一些新技術(shù)進(jìn)行論述0 |% w+ r) l; `- q; h& ~
% t6 @$ Y9 R+ W u 1 金屬對(duì)流換熱器材質(zhì)的進(jìn)步 6 f! b, v% R5 L. p& ^. R# O7 [3 a* M7 B u* }0 M8 C1 i7 f' z2 D
70 年代末隨著能源矛盾的日益突出, 國(guó)內(nèi)冶金工業(yè)爐開(kāi)始大量采用換熱器, 其中絕大多數(shù)是金屬對(duì)流換熱器,。當(dāng)時(shí)最受青睞的是翅片管換熱器, 它的換熱元件是帶有內(nèi)外翅片的鑄鋼管,。由于單位體積內(nèi)的換熱面積大, 所以換熱器整體效率高, 占地小,適合舊有爐子改造位置緊張的條件,。但由于鑄造產(chǎn)品質(zhì)量控制難度大, 裂,、漏現(xiàn)象嚴(yán)重, 而且膨脹問(wèn)題也成為薄弱環(huán)節(jié), 更有令人頭痛的積灰問(wèn)題, 限制了翅片管換熱器的應(yīng)用水平,。自80 年代后期以來(lái), 各種軋制管材的換熱器逐漸取代了翅片管換熱器,。雖然其單位體積內(nèi)的換熱量沒(méi)有翅片換熱器大, 但它的質(zhì)量穩(wěn)定, 壽命長(zhǎng), 阻力損失也不太大, 得到廣大用戶的喜愛(ài),。目前應(yīng)用最多的是管式換熱器, 其換熱管是無(wú)縫鋼管, 有時(shí)管內(nèi)加插件以強(qiáng)化傳熱, 材質(zhì)是碳鋼或碳鋼滲鋁或耐熱鋼,。近年來(lái), 材質(zhì)水平又有了新的提高,。5 Q+ B' ]2 v( M
" V c2 J* `! a0 s4 G2 m (1) 高溫管的材質(zhì): 目前高溫段耐熱鋼管的材質(zhì)大都采用1Cr18N i9T i。眾所周知, 高溫下N i 與S 反應(yīng)發(fā)生晶間腐蝕加速材料的損壞, 而冶金工業(yè)爐的煙氣中大都含有較高的S, 因此這種選擇是不合理的, 應(yīng)該選擇不含N i 的耐熱鋼如0Cr17 等,。但1Cr18N i9T i 屬奧氏體不銹鋼容易焊接, 而0Cr17 等屬鐵素體鋼極難焊接, 加之國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上采購(gòu)0Cr17管不太容易, 因此盡管技術(shù)上合理卻很難得到應(yīng)用,。近年來(lái)國(guó)內(nèi)換熱器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈, 促進(jìn)了換熱器制造水平的提高, 鐵素體鋼的焊接技術(shù)逐漸被人掌握,鐵素體鋼換熱器自1996 年開(kāi)始在國(guó)內(nèi)大型軋鋼加熱爐上被應(yīng)用, 效果很好, 壽命可提高約1 倍, 價(jià)格與1Cr18N i9T i 相當(dāng)或略低。很有發(fā)展前途,。( [" z& g+ t3 ~: j% B* a9 u
! c5 v c0 q& e: y
(2) 耐低溫腐蝕鋼管: 低溫腐蝕是造成換熱器損壞的主要原因之一,。所謂低溫腐蝕就是煙氣中的S與H2O 反應(yīng)生成稀硫酸, 以汽態(tài)、液態(tài)及酸性垢的形式腐蝕換熱器管壁, 造成鋼管的損壞,。我們經(jīng)�,？吹綋Q熱器低溫側(cè)結(jié)滿了厚厚的黃、綠,、褐色垢, 進(jìn)而損壞, 就是低溫露點(diǎn)腐蝕造成的,。溫度越底越嚴(yán)重,煙氣中含S 越多越嚴(yán)重。防止低溫露點(diǎn)腐蝕的措施主要有兩種, 其一是采用耐低溫露點(diǎn)腐蝕的材質(zhì); 其二是采用自動(dòng)控制回路, 或者兩種同時(shí)采用,�,？刂苹芈贩绞綄⒃诤竺嬲撌�, 這里主要說(shuō)一說(shuō)耐低溫露點(diǎn)腐蝕的材質(zhì)。近年來(lái), 石化行業(yè)開(kāi)發(fā)了一種能抵抗低溫露點(diǎn)腐蝕的低合金鋼, 名為ND 鋼,。它經(jīng)硫酸腐蝕后表面很快形成一層光亮的保護(hù)膜, 從而可防止進(jìn)一步的腐蝕,。實(shí)踐證明, 在含S 煙氣中使用ND 鋼可比滲鋁碳鋼提高設(shè)備壽命3～ 10 倍, 而價(jià)格僅略大于滲鋁碳鋼遠(yuǎn)低于耐熱鋼。目前ND 鋼管已被成功地應(yīng)用于加熱爐換熱器的低溫側(cè), 可有效提高換熱器壽命,。加熱爐的煤氣換熱器都設(shè)在空氣換熱器的后面, 溫度更低, 在煤氣換熱器上使用ND 鋼管更有提高安全性的作用, 意義重大,。5 l4 C0 H4 h4 G& s
, |& g9 k9 w& ]! m' L; A. ` v3 @ 2 換熱器系統(tǒng)控制方式中的新技術(shù) " J" p/ x& `% k0 B5 Q, K+ ^: s, t: _. L
(1) 換熱器熱保護(hù)系統(tǒng): 常規(guī)的熱保護(hù)系統(tǒng)由進(jìn)口煙溫保護(hù)、熱風(fēng)溫度保護(hù)組成,。進(jìn)口煙溫保護(hù)是用兌冷風(fēng)風(fēng)機(jī)向換熱器前煙氣摻冷風(fēng), 根據(jù)檢測(cè)的煙氣溫度調(diào)節(jié)摻冷風(fēng)量, 使入換熱器煙溫不大于設(shè)定值, 從而防止換熱器管壁溫度過(guò)高,。熱風(fēng)溫度保護(hù)是當(dāng)爐子驟然減負(fù)荷空氣量減少而煙道壁由于熱慣性大不能同步降溫引起空氣溫度升高時(shí), 通過(guò)熱風(fēng)放散提高空氣流量來(lái)降低空氣溫度, 從而降低換熱器管壁溫度。上述控制的目標(biāo)都是管壁溫度, 而檢測(cè)項(xiàng)目都是氣體溫度,。近年來(lái)法國(guó)SH 公司在上述基礎(chǔ)上又增加了直接檢測(cè)管壁溫度的項(xiàng)目, 采用特制的電偶固定在多處管壁上, 在線顯示管壁真實(shí)溫度, 提高了換熱器熱保護(hù)的水平,。常規(guī)熱保護(hù)系統(tǒng)的流程,如圖1 所示,。8 Q. c$ o0 K u$ Q- q2 y
- w/ u6 l' c b& s (2)換熱器低溫保護(hù)系統(tǒng): 如前所述, 避免煙溫過(guò)低是防止低溫露點(diǎn)腐蝕的有效措施。在空氣流程上設(shè)旁路, 根據(jù)換熱器出口煙氣溫度調(diào)節(jié)旁通管上的閥門(mén),。當(dāng)煙溫過(guò)低時(shí)使一部分冷空氣不經(jīng)換熱器直接從旁通管流過(guò)以減小換熱器空氣流量從而減少換熱量, 增加排煙溫度,。如果空氣換熱器后面還有煤氣換熱器則以煤氣換熱器后煙氣溫度為控制依據(jù)。該技術(shù)在國(guó)外各大爐子公司的設(shè)計(jì)中較為常見(jiàn), 在國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)應(yīng)用,。換熱器低溫保護(hù)系統(tǒng)的流程,。3 y& \: a2 N8 p9 x