2022-05-27 09:22
大型加热炉余热回收板式空预器的应用
大型加热炉余热回收用的空气预热器，现用板式空预器代替了之前的管式空预器，目前设备已生产发货完毕，静待安装。
一、使用板式空预器前的工况：
钢铁厂大型高炉、热风炉原设计安装的是低温管式空预器，设计温度为200℃，经过几年的生产使用该空预器出现预热温度下降、维护成本升高的问题。
二、管式空预器失效问题：
热管损坏泄漏，有超过一半数量的热管失效使得煤气预热已经没有效果。此问题严重影响了烟气余热回收，造成热风炉系统热效率降低、燃料消耗增加，空预器维护成本大幅升高且不能从根本上解决问题。
管式空预器在该企业三座高炉、热风炉使用中均出现了运行1.5年后预热效果降低，空预器箱体及管束出现腐蚀泄漏煤气的问题，管式空预器在使用4年左右基本没有预热效果，检修维护效果不明显。
更麻烦的是需要全部拆掉，重新更换。费时费力费成本，影响正常生产。
三、管式空预器失效原因
1、管束内部循环水缺失造成空预器失效
管式空预器通过管束内部循环水吸收废烟气中的余热后变成高温高压的水蒸气，管束内部压力达到了60kg/cm³，随着空预器的运行将有部分循环水逐步缺失，造成管式空预器的失效。
但此情况可以通过补充管束内部的循环水得以解决。
2、管束及空预器箱体腐蚀泄漏引起空预器失效
管式空预器在使用过程中出现箱体底部积垢造成箱体及管束腐蚀泄漏，预热器积垢化验结果含大量氯离子和Te，分析氯离子来源于高炉煤气中水带入。
原因：煤气由入口的30℃达到出口150℃作用，其间煤气中的水大量蒸发造成氯离子含量的增高浓度达到一定程度时结晶析出。
氯离子含量过高对管式空预器箱体及管束产生腐蚀，由于氯离子在水中的常见阴离子中具有较小体积，因而更容易穿透金属表面的氧化物膜，与金属直接接触加速电化学腐蚀反应。
这个问题是管式空预器无法解决的问题。
四、选择板式空预器的原因
经过数据分析：
1、板式空预器的传热效率高，热损失小；
2、占地面积小，结构紧凑；
3、材质多样，可选择耐低温、中温、高温的换热材质；避免了管式空预器的高温爆管、低温腐蚀。
4、模块化设计，更换时只需要部分主要预热模块更换，无需全部替换；
5、因模块化设计，在运输方面也便捷；
6、不易积灰、易清洗、免维护；
7、成本低，板式空预器的成本是管式空预器的三分之二。
五、在高炉、热风炉等加热炉余热回收中板式空预器的优化方案
1、虽然板式空预器使用多年也会出现腐蚀泄漏问题，但在低温腐蚀这块做了温度优化，限定煤气预热低温≥130℃，限定空预器烟气出口管道低温≥130℃。
2、在板式空预器箱体底部做防腐处理。
3、为了防止板式空预器换热板片腐蚀泄漏煤气，可增设一氧化碳检测仪或水电气检测系统，到达危险值后发出危险预警。
一、使用板式空预器前的工况：
钢铁厂大型高炉、热风炉原设计安装的是低温管式空预器，设计温度为200℃，经过几年的生产使用该空预器出现预热温度下降、维护成本升高的问题。
二、管式空预器失效问题：
热管损坏泄漏，有超过一半数量的热管失效使得煤气预热已经没有效果。此问题严重影响了烟气余热回收，造成热风炉系统热效率降低、燃料消耗增加，空预器维护成本大幅升高且不能从根本上解决问题。
管式空预器在该企业三座高炉、热风炉使用中均出现了运行1.5年后预热效果降低，空预器箱体及管束出现腐蚀泄漏煤气的问题，管式空预器在使用4年左右基本没有预热效果，检修维护效果不明显。
更麻烦的是需要全部拆掉，重新更换。费时费力费成本，影响正常生产。
三、管式空预器失效原因
1、管束内部循环水缺失造成空预器失效
管式空预器通过管束内部循环水吸收废烟气中的余热后变成高温高压的水蒸气，管束内部压力达到了60kg/cm³，随着空预器的运行将有部分循环水逐步缺失，造成管式空预器的失效。
但此情况可以通过补充管束内部的循环水得以解决。
2、管束及空预器箱体腐蚀泄漏引起空预器失效
管式空预器在使用过程中出现箱体底部积垢造成箱体及管束腐蚀泄漏，预热器积垢化验结果含大量氯离子和Te，分析氯离子来源于高炉煤气中水带入。
原因：煤气由入口的30℃达到出口150℃作用，其间煤气中的水大量蒸发造成氯离子含量的增高浓度达到一定程度时结晶析出。
氯离子含量过高对管式空预器箱体及管束产生腐蚀，由于氯离子在水中的常见阴离子中具有较小体积，因而更容易穿透金属表面的氧化物膜，与金属直接接触加速电化学腐蚀反应。
这个问题是管式空预器无法解决的问题。
经过数据分析：
1、板式空预器的传热效率高，热损失小；
2、占地面积小，结构紧凑；
3、材质多样，可选择耐低温、中温、高温的换热材质；避免了管式空预器的高温爆管、低温腐蚀。
4、模块化设计，更换时只需要部分主要预热模块更换，无需全部替换；
5、因模块化设计，在运输方面也便捷；
6、不易积灰、易清洗、免维护；
7、成本低，板式空预器的成本是管式空预器的三分之二。
五、在高炉、热风炉等加热炉余热回收中板式空预器的优化方案
1、虽然板式空预器使用多年也会出现腐蚀泄漏问题，但在低温腐蚀这块做了温度优化，限定煤气预热低温≥130℃，限定空预器烟气出口管道低温≥130℃。
2、在板式空预器箱体底部做防腐处理。
3、为了防止板式空预器换热板片腐蚀泄漏煤气，可增设一氧化碳检测仪或水电气检测系统，到达危险值后发出危险预警。