板式煤氣換熱器技術(shù)說明書

1、LAlknN空氣（煤氣）板式預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，全套引進美國 LALLEE心司的技術(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、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的處于世界先進水平的全自動板管輪焊接 生產(chǎn)線，能生產(chǎn)2001000毫米寬、12

2、0米長、耐壓6MPaW板管；擁有 國內(nèi)最大噸位的高速自動板片大型液壓機二臺、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、氣壓試驗系統(tǒng)及各種理化檢驗設(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、檢驗隊伍。公司目前產(chǎn)品主要有空氣（煤氣）板式預熱器、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)。公司擁有一支強大的銷售和售后服務團隊遍布全國為用戶提供快捷、 優(yōu)質(zhì)的服務。公司以我國走循環(huán)經(jīng)濟的發(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)成本提供先進技 術(shù)、優(yōu)良的產(chǎn)品和快捷優(yōu)質(zhì)的服務。煤氣（空氣）板式預熱器

3、的技術(shù)背景預熱器是通過對鍋爐、加熱爐、廢氣催化焚燒爐、熱風爐等產(chǎn)生的高 溫煙氣與燃燒所用冷空氣和可燃氣體換熱從而降低能耗，將高溫煙氣冷卻、 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） 的排放以達環(huán)保要求從而保護環(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)境保護的要求。傳統(tǒng)的預熱器傳統(tǒng)的預熱器形式主要有列管式、回轉(zhuǎn)式（蓄熱式）及熱管式

4、預熱器3 種。列管式預熱器 列管式預熱器在工業(yè)上曾得到廣泛的應用，但由于傳熱 效率低、質(zhì)量大、造價昂貴以及體積龐大，在工業(yè)中應用越來越少。目前， 僅有少數(shù)用螺旋梢管、搪瓷鋼管及翅片管等具用強化傳熱或特殊抗腐蝕性 能的傳熱元件制成的預熱器仍在應用?；剞D(zhuǎn)式（蓄熱式）預熱器 回轉(zhuǎn)式（蓄熱式）預熱器作為電廠大型機組配套 的主流產(chǎn)品，目前仍是電力行業(yè)大容量機組采用的主要形式?；剞D(zhuǎn)式預熱 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行 換熱。盡管針對回轉(zhuǎn)式預熱器的改進一直都在進行，但回轉(zhuǎn)式預熱器耗電、 漏風、積灰結(jié)焦及低溫腐蝕等問題仍然比較嚴重，因此在鋼鐵行業(yè)基本不 選用。熱管式預熱器

5、熱管式預熱器是目前國內(nèi)應用最多的一種預熱器，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 C時），就必須采用價格較昂貴的工質(zhì)和高溫材料熱管，導致設(shè)備造 價過高，并容易出現(xiàn)爆管，嚴重制約了設(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)濟損失。加有翅片的熱管換熱器還有其他的一些弱點，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，嚴重 時會發(fā)生堵塞，影響熱風爐的正常生產(chǎn)。鋼鐵行業(yè)預熱器現(xiàn)狀高爐系統(tǒng)在高爐煉鐵生

6、產(chǎn)過程中，提高風溫有利于強化高爐冶煉。獲 得降焦增產(chǎn)，增加噴吹煤粉量的顯著效果。達到降低噸鐵成本，根據(jù)生產(chǎn) 實踐，提高100 c風溫可降低焦比47%增加產(chǎn)量35%增加噴吹煤粉 4050kg/t鐵。隨著高爐冶煉技術(shù)的進步，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)展導致發(fā) 熱值高的煤氣（焦爐氣、天然氣等）又特別短缺20世紀90年代中期以來，在我國新建高爐上，風溫一般要求在12001250c （年平均風溫），設(shè)計者一方面在熱風爐的結(jié)構(gòu)上下大功夫進行研究， 另一方面提高熱風爐的煙氣溫度，采用空煤氣的雙預熱等措施，但提高風 溫的幅度不大，與12001

7、250c高風溫水平還有一定差距，要想在低熱值 的高爐煤氣條件下，風溫達到 12001250C,就必須使空氣煤氣的如爐溫 度均達到300C ,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，限制了高爐熱風爐高風溫技術(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爐等高溫煙氣也需 要通過板式換熱器冷卻后，進入布袋除塵系統(tǒng)排出。原采用混風降溫，不 僅增加了動力，同時由于混風增加了濕度，導致除塵布袋的惡化。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口板式 換熱器，運行溫度800Co我公司生產(chǎn)的用于

8、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)計溫度 900 Coit空氣（煤氣）板式預熱器板式預熱器是目前較為先進的高效節(jié)能型預熱器，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。并在石 化、電力行業(yè)得到越來越廣泛的應用，在鋼鐵行業(yè)也逐步推廣采用。我國化工行業(yè)在上世紀九十年代就已開始淘汰熱管式換熱器，改用板 式預熱器，主要以進口為主，日本和歐美的許多化工和鋼鐵企業(yè)很多就采 用板式預熱器。由于板式預熱器的制造涉及計算軟件、大型的液壓機及可 靠的自動焊接生產(chǎn)線，所以制約了我國板式預熱器的發(fā)展和推廣。板式預熱器采用傳熱板片替代傳統(tǒng)管子和熱管傳熱元件。煙

9、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。雷林公司在引進美國 LALLEEN公司的板式預熱器技術(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）預熱器，填補我國在鋼鐵行業(yè)這一設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的空白，使空氣（煤氣）預熱裝器產(chǎn)品實現(xiàn)了國產(chǎn)化，替代進口并參與國際競爭，滿足用戶對煤氣預熱器增效節(jié)能、 長周期運行及大型化的使用要求，對于促進行業(yè)的技術(shù)進步及發(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 HYSYS 2.4.1 buil

10、d 3870 模擬煙氣、空氣（煤氣）的物性與熱負荷。按煤氣、空氣被加熱進行煤氣（空氣）預熱裝置的設(shè)計，傳熱計算采用引進的工藝計算軟件，該計算方法得到工業(yè)實踐檢驗。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)，并及時對焊接中跟蹤定位、壓緊以及檢驗，保證 了板片的焊接質(zhì)量?？諝猓簹猓┌迨筋A熱器的特點結(jié)構(gòu)性能板式預熱器在流速為3米/秒的時候就 能達到湍流狀態(tài)，設(shè)計采用1014米/秒，在這個流速下對于避免灰塵的 沉積、強化傳熱、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/秒的時候才能達到湍流狀態(tài)，這個流速下，磨損及阻力都無法克服，因此會降低

11、流速從而導致結(jié)垢和因結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的腐蝕傳熱性能高與管式傳熱元件相比，板式傳熱元件 總傳熱系數(shù)提高13倍，同熱管式相比總 傳熱系數(shù)提高30% 100%根據(jù)加熱與被加熱前后溫度、體積變化的特點，采用可變流道設(shè)計確保總傳熱系數(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

12、面積減小，熱交換器實現(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60n2/m3,而板式傳熱元件為160nVm3,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、低溫性能板式預熱器傳熱元件采用抗露點腐蝕、耐高溫的不銹鋼，且在其表面 容易進行防腐處理，具有良好的抗低溫腐蝕性能和耐高低溫性能，可在 60900C之間安全運行。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。特殊的波紋自動補償自身的熱變形，采用進口自動焊接技術(shù)及在高溫 下采用獨特的焊縫保護技術(shù)解決了焊縫的由于熱應力的開裂問題。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)計且傳熱表面光滑，板式預熱裝置不易積灰。流體通 路呈蛇形或菱形。單板表面流體的層流部分產(chǎn)生脫離運動。流體加大紊流度。兩流體同時激烈地新陳代謝獲得高傳熱系數(shù)。 而且由于脫離運動、塵土、渣屑、雜物等不易附著，故可維持長久