擾流子空氣預熱器在減壓爐上的應用

王維華

摘要：本文簡要介紹了擾流子空氣預熱器的特點，通過在減壓爐應用前后的數據對比，證明了應用效果良好。

關鍵詞：擾流子;空氣預熱器;應用

常減壓裝置減壓爐為圓筒形立式加熱爐，設計負荷為16.8MW，設計熱效率91%，于2005年8月投產，原使用1臺熱管空氣預熱器進行煙氣與空氣的換熱，回收煙氣余熱，但是效果不甚理想。生產運行中，排煙溫度長年在180℃以上，不符合節能減排的要求，加熱爐熱效率也大受影響。經調查研究，決定增設1臺擾流子空氣預熱器，降低排煙溫度，提高加熱爐熱效率。

1. 擾流子空氣預熱器工作原理

擾流子又稱“紊流加速器”，它是一種構造簡單、強化傳熱效能高、阻力較小的管內插人物。它利用破壞流體邊界層，增大流體在管內流過的路程及翅片效應使傳熱效率大大提高【1】。使用擾流子作傳熱元件的空氣預熱器叫擾流子空氣預熱器。換熱時，因空氣在管內做螺旋運動中產生離心力 ，離心力使空氣之間產生擾動及產生徑向對流，促使邊界層減薄，因此可使傳熱系數提高1.7倍【2】。

2. 改造方案

在原有熱管空氣預熱器的煙氣入口側新增一臺擾流子空氣預熱器，高溫煙氣先進入擾流子空氣預熱器降溫，然后再經原熱管空氣預熱器降溫，經測算，可以將排煙溫度降低至110℃左右，較原有排煙溫度降低70℃以上。同時，考慮到冬季極端低溫天氣，在預熱器的空氣側進出口之間設置空氣旁路和旁路閥門，避免在冬季溫度低溫天氣下，因排煙溫度過低造成煙氣露點腐蝕，具體流程如下圖所示。

3. 改造前后數據對比

改造前與改造后的數據對比如上表所示，可以看出：排煙溫度下降近55℃，氧含量下降近3%，燃料氣消耗量降低近400kg/h，熱效率提升近4%，改造后提升效果顯著。

4.結論

減壓爐余熱回收系統經改造后，已經穩定運行兩年，各項數據均正常穩定，加工負荷未受影響。

經過改造后，減壓爐效率提升顯著，排煙溫度下降到120℃以下，冬季最低可以達到103℃左右，熱效率提升近4%，全年在92%以上，超過設計熱效率91%，平均節省燃料氣近400kg/h，使用效果滿足要求，節能減排效果顯著。

參考文獻：

[1]夏麗萍.光管擾流子空氣預熱器在加熱爐上的應用.石油化工設計.2001.18（4）

[2]周麗純.熱管與擾流子組合式空氣預熱器及應用.設備管理與維修.2012.12