板式煤氣換熱器技術(shù)說明書

LaJN?空氣（煤氣）板式預(yù)熱器上海雷林工程技術(shù)有限公司2009年3月公司簡介上海雷林工程技術(shù)有限公司，致力于能源綜合利用技術(shù)開發(fā)與高效節(jié)能型換熱設(shè)備的研發(fā)、制造。公司座落于上海松江工業(yè)園區(qū)，注冊資金2000萬元，占地面積4萬平方米，建筑面積1.2萬平方米，固定資產(chǎn)8000萬元。公司技術(shù)力量雄厚，全套引進(jìn)美國LALLEEN公司的技術(shù)并匯集了國內(nèi)優(yōu)秀的技術(shù)人才，專業(yè)從事冶金、電力、化工等換熱領(lǐng)域的的基礎(chǔ)研究、技術(shù)引進(jìn)、技術(shù)創(chuàng)新及新產(chǎn)品的開發(fā)，可為各行業(yè)余熱綜合利用提供全方位解決方案。公司制造部擁有從美國引進(jìn)的處于世界先進(jìn)水平的全自動板管輪焊接生產(chǎn)線，能生產(chǎn)200?1000毫米寬、1?20米長、耐壓6MPa的板管；擁有國內(nèi)最大噸位的高速自動板片大型液壓機(jī)二臺、板片模具40余套及各種配套設(shè)施；具有流體測試系統(tǒng)、水壓、氣壓試驗(yàn)系統(tǒng)及各種理化檢驗(yàn)設(shè)施為產(chǎn)品的性能提供保障；并擁有一支技術(shù)精湛的制造、檢驗(yàn)隊(duì)伍。公司目前產(chǎn)品主要有空氣（煤氣）板式預(yù)熱器、板式蒸發(fā)冷凝（冷卻）器、電站板式空氣凝汽器、可拆式板式換熱器及各種組合換熱系統(tǒng)。公司擁有一支強(qiáng)大的銷售和售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)遍布全國為用戶提供快捷、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。公司以我國走循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展道路為己任。為用戶綜合利用資源、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高能源綜合利用率、改善環(huán)境、降低生產(chǎn)成本提供先進(jìn)技術(shù)、優(yōu)良的產(chǎn)品和快捷優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。煤氣（空氣）板式預(yù)熱器的技術(shù)背景預(yù)熱器是通過對鍋爐、加熱爐、廢氣催化焚燒爐、熱風(fēng)爐等產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c燃燒所用冷空氣和可燃?xì)怏w換熱從而降低能耗，將高溫?zé)煔饫鋮s、降低煙氣含塵量、減少煙塵含量、減少有害氣體（如二氧化硫、氮氧化物等）的排放以達(dá)環(huán)保要求從而保護(hù)環(huán)境的關(guān)鍵設(shè)備之一。隨著資源緊缺的矛盾日益突出，國內(nèi)外鋼鐵、石油工業(yè)對裝置節(jié)能增效，包括工藝技術(shù)選擇、設(shè)備選型和能量回收等都提出了越來越嚴(yán)格的要求。管式、熱管式、回轉(zhuǎn)式等傳統(tǒng)的換熱器由于普遍存在積灰結(jié)焦、熱管失效、腐蝕、漏風(fēng)和體積龐大等問題，在很多場合已經(jīng)不能滿足節(jié)能增效及環(huán)境保護(hù)的要求。傳統(tǒng)的預(yù)熱器傳統(tǒng)的預(yù)熱器形式主要有列管式、回轉(zhuǎn)式（蓄熱式）及熱管式預(yù)熱器3種。列管式預(yù)熱器列管式預(yù)熱器在工業(yè)上曾得到廣泛的應(yīng)用，但由于傳熱效率低、質(zhì)量大、造價(jià)昂貴以及體積龐大，在工業(yè)中應(yīng)用越來越少。目前，僅有少數(shù)用螺旋槽管、搪瓷鋼管及翅片管等具用強(qiáng)化傳熱或特殊抗腐蝕性能的傳熱元件制成的預(yù)熱器仍在應(yīng)用?；剞D(zhuǎn)式（蓄熱式）預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式（蓄熱式）預(yù)熱器作為電廠大型機(jī)組配套的主流產(chǎn)品，目前仍是電力行業(yè)大容量機(jī)組采用的主要形式?；剞D(zhuǎn)式預(yù)熱器的波紋板蓄熱元件被緊密地放置在扇形隔倉內(nèi)，交替與煙氣和空氣進(jìn)行換熱。盡管針對回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器的改進(jìn)一直都在進(jìn)行，但回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器耗電、漏風(fēng)、積灰結(jié)焦及低溫腐蝕等問題仍然比較嚴(yán)重，因此在鋼鐵行業(yè)基本不選用。熱管式預(yù)熱器熱管式預(yù)熱器是目前國內(nèi)應(yīng)用最多的一種預(yù)熱器，由于存在熱媒損失、放氣等因素，熱管會因真空度下降而失效。若使用溫度過高（380℃時(shí)），就必須采用價(jià)格較昂貴的工質(zhì)和高溫材料熱管，導(dǎo)致設(shè)備造價(jià)過高，并容易出現(xiàn)爆管，嚴(yán)重制約了設(shè)備的使用壽命。熱管式一般2年后開始失效，壽命不超過5年。由于熱管失效很難判定，一般情況下需要對所有的熱管進(jìn)行重新抽真空或更換，維修成本高，檢修周期長，間接地造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。加有翅片的熱管換熱器還有其他的一些弱點(diǎn)，比如，熱管的排數(shù)不能過大，翅片積灰且不易清除，不但降低了換熱效果，嚴(yán)重時(shí)會發(fā)生堵塞，影響熱風(fēng)爐的正常生產(chǎn)。鋼鐵行業(yè)預(yù)熱器現(xiàn)狀高爐系統(tǒng)在高爐煉鐵生產(chǎn)過程中，提高風(fēng)溫有利于強(qiáng)化高爐冶煉。獲得降焦增產(chǎn)，增加噴吹煤粉量的顯著效果。達(dá)到降低噸鐵成本，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，提高100℃風(fēng)溫可降低焦比4?7%,增加產(chǎn)量3?5%,增加噴吹煤粉40?50kg/t鐵。隨著高爐冶煉技術(shù)的進(jìn)步，入爐焦比不斷下降，使高爐煤氣發(fā)熱值貧化，一般熱值在2900kJ/m3左右。由于鋼材深加工的發(fā)展導(dǎo)致發(fā)熱值高的煤氣（焦?fàn)t氣、天然氣等）又特別短缺。20世紀(jì)90年代中期以來，在我國新建高爐上，風(fēng)溫一般要求在1200?1250℃（年平均風(fēng)溫），設(shè)計(jì)者一方面在熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)上下大功夫進(jìn)行研究，另一方面提高熱風(fēng)爐的煙氣溫度，采用空煤氣的雙預(yù)熱等措施，但提高風(fēng)溫的幅度不大，與1200?1250℃高風(fēng)溫水平還有一定差距，要想在低熱值的高爐煤氣條件下，風(fēng)溫達(dá)到1200?1250℃,就必須使空氣煤氣的如爐溫度均達(dá)到300℃,而這必須由耐高溫、傳熱好、高可靠性、高安全性的換熱器來完成。由于傳統(tǒng)的換熱器的設(shè)備特點(diǎn)，限制了高爐熱風(fēng)爐高風(fēng)溫技術(shù)的發(fā)展，所以采用新的換熱器是必要的也是迫切的。煉鋼系統(tǒng)在電爐的生產(chǎn)工藝中，電爐及VOD、LF爐等高溫?zé)煔庖残枰ㄟ^板式換熱器冷卻后，進(jìn)入布袋除塵系統(tǒng)排出。原采用混風(fēng)降溫，不僅增加了動力，同時(shí)由于混風(fēng)增加了濕度，導(dǎo)致除塵布袋的惡化。軋鋼系統(tǒng)現(xiàn)在國內(nèi)冷軋彩涂生產(chǎn)線中的空氣加熱器均采用進(jìn)口板式換熱器，運(yùn)行溫度800℃。我公司生產(chǎn)的用于鍍鋅、鍍錫的板式換熱器，已用于鞍鋼冷軋廠鍍鋅、鍍錫生產(chǎn)線。設(shè)計(jì)溫度900℃。空氣（煤氣）板式預(yù)熱器板式預(yù)熱器是目前較為先進(jìn)的高效節(jié)能型預(yù)熱器，具有傳熱效率高、壓降低、結(jié)構(gòu)緊湊，耐腐蝕、壽命長，不易積灰、易清洗等優(yōu)點(diǎn)。并在石化、電力行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用，在鋼鐵行業(yè)也逐步推廣采用。我國化工行業(yè)在上世紀(jì)九十年代就已開始淘汰熱管式換熱器，改用板式預(yù)熱器，主要以進(jìn)口為主，日本和歐美的許多化工和鋼鐵企業(yè)很多就采用板式預(yù)熱器。由于板式預(yù)熱器的制造涉及計(jì)算軟件、大型的液壓機(jī)及可靠的自動焊接生產(chǎn)線，所以制約了我國板式預(yù)熱器的發(fā)展和推廣。板式預(yù)熱器采用傳熱板片替代傳統(tǒng)管子和熱管傳熱元件。煙氣、空氣（煤氣）通過板片換熱，冷熱流體完全隔離，由于傳熱板片沿流體流動方向的流道斷面形狀不斷變化，大大加強(qiáng)了流體的擾動，從而增加了流體的傳熱性能。且板片表面光滑，具有更小的污垢熱阻。

雷林公司在引進(jìn)美國LALLEEN公司的板式預(yù)熱器技術(shù)及軟件的基礎(chǔ)上，開發(fā)具有中國自有知識產(chǎn)權(quán)的新型全焊板式空氣（煤氣）預(yù)熱器，填補(bǔ)我國在鋼鐵行業(yè)這一設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的空白，使空氣（煤氣）預(yù)熱裝器產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，替代進(jìn)口并參與國際競爭，滿足用戶對煤氣預(yù)熱器增效節(jié)能、長周期運(yùn)行及大型化的使用要求，對于促進(jìn)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步及發(fā)展均具有十分重要的意義。根據(jù)國際上通用的流程模擬軟件HYSYS2.4.1build3870模擬煙氣、空氣（煤氣）的物性與熱負(fù)荷。按煤氣、空氣被加熱進(jìn)行煤氣（空氣）預(yù)熱裝置的設(shè)計(jì)，傳熱計(jì)算采用引進(jìn)的工藝計(jì)算軟件，該計(jì)算方法得到工業(yè)實(shí)踐檢驗(yàn)。設(shè)備采用全焊式結(jié)構(gòu)，密封性能好，很好的避免了介質(zhì)的泄漏，板片焊接采用自動輪焊技術(shù)，并及時(shí)對焊接中跟蹤定位、壓緊以及檢驗(yàn)，保證了板片的焊接質(zhì)量。在這個(gè)流速下對于避免灰塵的空氣（煤氣）板式預(yù)熱器的特點(diǎn)在這個(gè)流速下對于避免灰塵的結(jié)構(gòu)性能板式預(yù)熱器在流速為3米/秒的時(shí)候就能達(dá)到湍流狀態(tài)，設(shè)計(jì)采用10?14米/秒，沉積、強(qiáng)化傳熱、避免磨損、降低阻力都是最佳的選擇。而管式及熱管式在流速為30米/秒的時(shí)候才能達(dá)到湍流狀態(tài)，這個(gè)流速下，磨損及阻力都無法克服，因此會降低流速從而導(dǎo)致結(jié)垢和因結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的腐蝕。熱前后溫度、體積變化的特點(diǎn)，采用可變流道設(shè)計(jì)確?？倐鳠嵯禂?shù)的最佳化和阻力降的最低化。管式熱效率為75%。熱管為83%。而板式為95%。低壓降由于傳熱性能優(yōu)秀，流體通過的距離縮短，而且單板間（間隔）可根據(jù)對壓力損失的要求自由調(diào)整。同熱管式預(yù)熱器相比，板式換熱裝置阻力降低20%?60%,僅為管式的40%?60%。結(jié)構(gòu)緊湊蛇形通道一列，連續(xù)、密閉、相互層疊的構(gòu)造，與管間相隔的多管式構(gòu)造相比，同一容積的傳熱面積增加數(shù)倍。由于總傳熱系數(shù)大，所需傳熱面積減小，熱交換器實(shí)現(xiàn)了小型化。板式結(jié)構(gòu)具有很高的緊湊度，管式（熱管式）傳熱元件的緊湊度約為60m2/m3,而板式傳熱元件為160m2/m3,提高近3倍。重量只有管式的1/4,熱管式的1/2.抗腐蝕性能及耐高、低溫性能板式預(yù)熱器傳熱元件采用抗露點(diǎn)腐蝕、耐高溫的不銹鋼，且在其表面容易進(jìn)行防腐處理，具有良好的抗低溫腐蝕性能和耐高低溫性能，可在60?900℃之間安全運(yùn)行。對高溫工況，材料為耐熱鋼，經(jīng)溶接組裝，單元波形曲板對熱膨脹差耐性極強(qiáng)。特殊的波紋自動補(bǔ)償自身的熱變形，采用進(jìn)口自動焊接技術(shù)及在高溫下采用獨(dú)特的焊縫保護(hù)技術(shù)解決了焊縫的由于熱應(yīng)力的開裂問題。維修性能沒有驅(qū)動部件，維修頻度少，炭灰、塵土、渣屑、雜物等附著物可用刷子、化學(xué)劑、噴射等方法清洗。構(gòu)造簡單?？狗e灰及可靠性特殊的波紋設(shè)計(jì)且傳熱表面光滑，板式預(yù)熱裝置不易積灰。流體通路呈蛇形或菱形。單板表面流體的層流部分產(chǎn)生脫離運(yùn)動。流體加大紊流度。兩流體同時(shí)激烈地新陳代謝獲得高傳熱系數(shù)。而且由于脫離運(yùn)動、塵土、渣屑、雜物等不易附著，故可維持長久的高性能。耐磨性進(jìn)氣的管口均加保護(hù)套和保護(hù)層，以及采用合理的流速，避免了對板片的磨損。長壽命對于煙氣余熱回收工況，板式預(yù)熱器的壽命一般為/