1、概述

    热管是一种靠管内工质捆变来传输热量的高效传热元件，它的传热效率比优良导热体(如铜等)要高几百倍。我们利用热管这一优良特性，将其制成热管式空气预热器替代锅炉原有的列管式空气预热器，取得了较好的节能效果。

2、问题的分析及改造方法

2.l 问题的分析

    炼油厂动力车间装有4台YG-35/3.82一YQ型燃油锅炉，为炼油厂的常压分馏和催化裂化工艺过程提供蒸汽。炼油厂地处高原地区，平均海拔3000m以上，常年平均气压仅有69kPa，空气密度较低，致使锅炉引风机出力严重不足，影响锅炉的正常运行。该锅炉自2008年7月投用以来，在燃用设计燃料(催化油浆及催化干气)时，一直存在出力不足，空预器堵管等问题，最大出力仅为51t/h左右。如继续提高锅炉出力，则出现锅炉炉膛正压，排烟中碳黑浓度大的现象，致使锅炉尾部空气预热器积灰严重，甚至发生堵塞现象 积灰的产生，使锅炉尾部烟气阻力急剧增加，加大了污垢热阻，降低了传热效率，使锅炉热效率下降，该炉设计热效率为88.5％，实际运行平均效率仅为88％左右， 由于锅炉出力和热效率的降低，严重影响炼油厂的生产和经济效益。为根本改善锅炉的燃烧状况，提高锅炉热效率和锅炉出力，炼油厂决定对该炉进行了技术改造，针对该炉存在的空预器阻力过大，积灰严重，空顼器漏风、烟道局部结构设计不合理等因素采取一系列的改造措施，取得了较好的效果。

    为彻底找出该炉存在的问题以便对症施策，经对锅炉进行热工试验发现，在锅炉蒸发量为61t/h的试验负荷下，锅炉烟气侧总阻力实测值为1545.4Pa，其中省煤器阻力为557.1Pa，空预器阻力为508.6Pa。而锅炉在额定出力时的烟道总阻力设计值为1538.3Pa．其中省煤器和空预器阻力设计值分别为565.3Pa和445Pa。由此可知，锅炉蒸发量在21t/h的烟道总阻力已略高于锅炉额定蒸发量为35tm的阻力值。

   经对锅炉进行漏风试验发现，该炉的列管式空气预热器漏风率竟高达39.3％，经对空预器进行检查发现，空气预热器沿宽度方向的三个相邻管箱上管板之间留有约20mm的间隙，下管板和烟道内壁之间亦留有约10mm的间隙，此两处很显然是空预器的主要漏风源，锅炉运行时，由于流经预热器的空气(正压)与烟气(负压)之间存在着的压差，空气就会通过这些问隙泄漏到烟气流中去，造成较大的漏风量。漏风对锅炉的经济性具有较大的影响，对一台额定蒸发量为75t/h的锅炉来讲，每增加1％的漏风量，送风机要多耗6746kWh的电，如漏风过大，送人炉膛的风量就不够，即锅炉无法获得足够的风量参与炉内燃烧，从而影响锅炉出力。此外，也加大了引风机的负荷。另外，由于锅炉尾部烟遭出口处烟气流通截面由3770×1360mm。忽然收缩为Φ850mm，其中无过渡段，致使空预器出口至引风机前的烟道阻力为434.6lPa。

   由于以上种种原因，在该炉运行时锅炉引风机进口节流器已全开的情况下，锅炉鼓风机进口节流器的开度最大仅能开到50％，如再加大开度，则炉膛出现正压，造成锅炉运行、调整困难。经实测，锅炉引风机实际出力和其铭牌值相比较，在相同的风量下，引风机全压和铭牌值相差约为1000Pa。

2.2 改造方法

针对以上种种问题，我们采取了如下的具体改造办法：

(1)拆除原剜管式空气预热器；
(2)在锅炉下行烟道加装倾斜布置的热管式空气预热器；
(3)在热营式空气预热器内配装清灰器；
(4)将锅炉尾部烟道出口处烟气流通截面由3770×1360mm2经过渡段收缩为Φ1400mm。

经此改造后具有如下特点：

(1)采用热管式空气预热器实现减阻热管式空气预热器相对于列管式空气预热器来讲，其结构简单，体积较小(体积缩小了约2/5左右)，且使烟气从管内流动改为管外流动，利用安装于预热器内的清灰器，可及时清
除空气预热器的积灰 减少了积灰，消除了列管式空气预热器的局部管束堵塞现象，使该段阻力降低了203Pa。

(2)消除了原刊管式空气预热器漏风量大的缺陷为从根本上解决原列管式空气预热器漏风量大的缺陷，在热管式空气预热器的设计上采用了中管板锥孔密封，下管板处用弹簧紧固热管的密封方案，消除了原列管式空气预热器的漏风源。

(3)采用热管式空气预热器强化传热热管式空气预热器相对于列管式空气预热器来讲，其传热效率高，换热量大，可方便地布置成错列逆流换热，在烟气出口温度为160℃时出口热风温度可达190℃ 左右，改善燃油雾化条件，有效地回收烟气余热，降低排烟热损失。

(4)合理选择排烟温度一般来说，排烟温度每降低l2℃ ，将下降1％。排烟温度越低，空气预热器的传热温
差越小，换热面积就越大。这样，势必增加钢材用量和通风阻力，引起电机功率的加大。排烟温度过低，还会引起低温腐蚀，燃烧时形成的SO；与水蒸气结合而生成H2SO4,H2SO4的酸性露点对金属材料有腐蚀作用． 由该炉所烧燃料含硫重量百分比计算得露点温度约为138℃ 设计时，将排烟温度选为16o℃ ，这既充分利用了余热，又可保证在锅炉变负荷运行时换热管壁温度不会低于露点温度。

(5)系统布置简洁、利于维护具体布置采用在原下行烟道空气预热器原位安装的方法，使系统维护、检修简便 预热器两侧设有4个边门，利用快卸螺栓，可随时打开与紧闭。为便于热管的安装与更换，预热器前后端部亦设有可拆卸的6个边门，使每根大型热管可单独从预热器中装卸。

本改造项目投人使用后，有如下一些优点：

(1)消除了原列管式空气预热器易堵塞，阻力大大的缺点，系统维护、检修赫便，可实现对空气预热器的热态清灰，使锅炉总阻力下降，两机运行平稳。

(2)保证了原设计的传热量，提高了锅炉的热效率，平均热效率从88％左右提高到91％左右。

(3)节约燃油量．上述计算按烧油估算，每只油嘴喷油650kg/h,则原烧油量为3900kg/h,若运行时间每年按7000h计算，热效率可由原来的84％ 提高到91％，则改造后烧油量为3771kg/h，每小时可节油129kg，年节油903t，按每吨油价值500元计，仅此一项可获经济效益45.15万元．

(4)提高了锅炉出力，经此改造锅炉出力提高了23t/h，按每吨蒸汽价格90元，年运行时间7000h计算，每年可创产值1450万元左右。

(5)该锅炉房可实现开二备一，便于运行调整。

综上所述，这一技术的采用，较好地解决了高原地区锅炉存在的一些普遍问题，改善了原锅炉的燃烧状况，提高了锅炉出力和热效率，节约了燃料，如这一技术在高原地区得到普遍采用，可为国家节约大量的能源。