新型換熱設(shè)備概述1

保定金能公司新型換熱設(shè)備概述

一、公司簡介

保定市金能換熱設(shè)備有限公司是一家專門從事各類換熱設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。

公司技術(shù)力量雄厚，擁有一支經(jīng)驗豐富的從事熱能、機電、節(jié)能專家隊伍，其中職稱人員15名，中級職稱人員18名，同時長期聘請北京、天津地區(qū)大學(xué)教授及科研單位專家8名作為技術(shù)顧問。本公司系中國熱處理行業(yè)協(xié)會會員單位。生產(chǎn)設(shè)備，可以提供多品種質(zhì)量上乘節(jié)能的加熱、冷卻設(shè)備。目前主要產(chǎn)品有高頻焊接不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9）、合金鋼（12Cr5Mo）及耐腐蝕的ND鋼和碳素鋼螺旋翅片管、冷卻液體介質(zhì)的空氣冷卻器、余熱鍋爐、真空干燥機、振動流化床干燥機、噴霧干燥機、熱風(fēng)爐等，并可按用戶要求生產(chǎn)加工各類換熱設(shè)備。開發(fā)研制的各種節(jié)能產(chǎn)品已銷售全國二十幾個省、直轄市，部分產(chǎn)品已出口到泰國、土耳其、巴基斯坦等國家。應(yīng)用領(lǐng)域包括石油、石化、鋼鐵、冶金、汽車、電力、建材、輕紡等行業(yè)。

近期選用我公司產(chǎn)品的主要用戶，外資企業(yè)有愛協(xié)林工業(yè)爐工程（北京）有限公司、易普森工業(yè)爐工程（上海）有限公司、美國鐵姆肯（煙臺）有限公司、 SEW（天津）傳動設(shè)備有限公司；中外合資及國內(nèi)企業(yè)有大慶油田華訊達科技開發(fā)公司、遼河油田華孚股份有限公司、大港油田統(tǒng)計工作站，大港煉油廠、錦西煉油廠、唐山鋼鐵股份有限公司、鹽城豐東熱處理設(shè)備有限公司、上海大通鋼結(jié)構(gòu)有限公司、上海柴油機股份有限公司、重慶綦江齒輪傳動有限公司、北京北重汽輪電機有限責(zé)任公司、天津特精液壓股份有限公司、大連華銳股份有限公司重型熱處理廠、瓦房店軸承股份有限公司、杭州前進齒輪箱廠、無錫威孚有限公司、南京高精齒輪有限公司、成都天馬鐵路軸承有限公司、大同齒輪股份有限公司、一汽哈爾濱變速箱廠、柳州工程機械集團公司等。

金能公司始終以精湛的技術(shù)，過硬的產(chǎn)品，可靠的承諾，熱忱為用戶服務(wù)。真誠歡迎新老用戶光臨惠顧！

二、熱管換熱器在石化行業(yè)的應(yīng)用

1、余熱回收

在石油煉制過程中存在大量可以利用的余熱，隨著煉油技術(shù)的日臻完善，節(jié)能工作在煉油廠日趨重要，因此對節(jié)能技術(shù)的要求也日益提高。在煉油廠存在著眾多加熱爐，節(jié)能的一個重要途徑就是降低加熱爐的排煙溫度，回收余熱降低能耗。由于煉油廠使用的燃料油質(zhì)量日益惡化、稠度增大、酸值提高、灰分增加，因此常規(guī)使用的換熱器，例如列管式或回轉(zhuǎn)式換熱器就日漸暴露出固有的缺點，回轉(zhuǎn)式空氣予熱器一方面因為有轉(zhuǎn)動部件，間隙不易控制，易造成大量漏風(fēng)，使用時能保持15% 的漏風(fēng)率就已經(jīng)很不錯了；另一方面，其制造復(fù)雜，精度要求高，易積灰塵且清除困難，嚴重時甚至出現(xiàn)自燃而使蓄熱板變形導(dǎo)致失效。列管式空氣予熱器，雖然制造簡單，但因其采用是光管，傳熱系數(shù)較低，回收同樣的熱量，所需面積勢必增大，造成設(shè)備體積大，鋼材消耗多，占有場地大等一系列問題。而熱管換熱器則以其獨特的傳熱原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)，能夠較妥善地解決了強化傳熱，提高密封性能，減少積灰和改善防腐蝕性能逐漸為大家所接受。

熱管是應(yīng)用工質(zhì)相變進行傳熱的，因此具有啟動快、傳熱強度大的特點。

熱管空氣予熱器的優(yōu)點：

（1）傳熱效率高，在熱管的吸、放熱段均可根據(jù)需要采用翅片強化傳熱，彌補氣體換熱系數(shù)低的弱點。

（2）有效地避免煙氣、空氣串流，每根熱管都是相對獨立密封件，煙氣，空氣在管外流動，中間由隔板密封嚴格分隔。

（3）有效地防止酸露點腐蝕，通過調(diào)整熱管根數(shù)或熱管吸熱段與放熱段的傳熱面積比，可控制管壁溫度，防止露點腐蝕。

（4）有效地防止積灰，予熱器設(shè)計成變截面結(jié)構(gòu)，保證流體進出采用等速流動，達到自清灰的目的。

（5）傳熱過程無運動部件，沒有附加動力消耗，不需要經(jīng)常更換熱管元件，即使有部分損壞，也不會停爐隨時更換，保證正常生產(chǎn)。

（6）結(jié)構(gòu)簡單而緊湊，故障少，安裝維護容易。

表1   常減壓熱管空氣予熱器性能參數(shù)

2．煉油過程加熱和冷卻方案

在原油的煉制和處理過程中經(jīng)常需要將被加熱的流體冷卻下來而進入下一煉制工序中去。這種型式的冷卻往往造成能量的大量損耗，投資大，尤其對水資源較貧乏的地區(qū)就更為困難。精制油和糠醛系統(tǒng)就是如此，精制油在去白土的裝置前待其溫度由195℃下降到140～130℃，同時去抽提塔的再生糠醛按工藝要求應(yīng)從150℃下降到140～130℃后才可通過，對于這種情況過去基本上是采用循環(huán)水或自然水方式進行冷卻，這不僅浪費了大量熱量和消耗了泵功率，而且還增加了水的消耗，如果對冷卻水處理不好還會造成設(shè)備結(jié)垢、堵塞和使設(shè)備失效。

采用熱管式空氣冷卻器進行冷卻，同時對余熱進行回收，這不僅提高整個系統(tǒng)的熱效率，節(jié)省能源，而且還可以克服上述缺點。將熱管換熱器用精制油和糠醛系統(tǒng)的多流體并聯(lián)式空氣冷卻，將予熱的空氣送入加熱爐作為助燃風(fēng)，達到雙重效果，充分發(fā)揮了熱管換熱器的優(yōu)點。

表2   丁烷脫歷青裝置熱管空氣予熱器性能參數(shù)

3．螺旋槽管——熱管復(fù)合式空氣予熱器方案

此方案的要點是在高溫區(qū)，煙氣入口段，采用螺旋管空氣予熱器，而在低溫區(qū)使用熱管空氣予熱器。

螺旋槽管空氣予熱器其結(jié)構(gòu)簡單，傳熱系數(shù)較一般列管空氣予熱器高出30%，能耐較高溫度，可在450℃煙氣中長期穩(wěn)定地工作，造價較低。由于高溫區(qū)不存在酸腐蝕問題，將螺旋槽管空氣予熱器布置在高溫段不會出現(xiàn)由于酸腐蝕而導(dǎo)致穿孔漏風(fēng)的危險。而在低溫段，采用熱管空氣予熱器，利用熱管可調(diào)節(jié)壁溫的特點，可提高受熱面的壁溫，從而避開酸露點以保證受熱面。

本方案充分發(fā)揮螺旋槽管和熱管這兩種形式的空氣予熱器優(yōu)點，避免其缺點，因而可獲得滿意的結(jié)果。本方案具有重量輕、造價低，可靠性高，運行調(diào)節(jié)簡單等顯著優(yōu)點。在啟動工況時，熱管高工作溫度僅為215℃，在其使用范圍內(nèi)。

為了保證冬季運行的可靠性，在熱管予熱器空氣進口處設(shè)置前置預(yù)熱器，通過提高入口風(fēng)溫，從而提高受熱面的工作溫度，避免結(jié)露。

三、電熱膜原油加熱器

自控電熱膜加熱器是專門為儲油罐加熱研制設(shè)計的。該加熱器可以代替燃油蒸汽鍋爐、電熱管等其它加熱方法，具有絕緣強度高，可靠，壽命長，節(jié)電等優(yōu)點。
以電熱膜石英玻璃管為加熱元件，該項技術(shù)是一項以氧化錫為主體的半導(dǎo)體電熱材料，以多晶體半導(dǎo)體載流子滾動學(xué)說為基礎(chǔ)，定義了電熱膜載流子濃度物理量，揭示了載流子濃度對電熱膜、功率、壽命、溫度、電熱轉(zhuǎn)換等規(guī)律。電熱膜的電熱轉(zhuǎn)換率與載流子濃度的變化成線性關(guān)系，在這一系列理論基礎(chǔ)上，使得電熱元件及其制造方法及產(chǎn)品問世。

1．工作原理

（1）電熱膜加熱元件直接浸入熱媒導(dǎo)熱油中，通電后產(chǎn)生的熱量直接傳遞給導(dǎo)熱油，由循環(huán)油泵把被加熱的導(dǎo)熱油輸送到設(shè)置在原油罐內(nèi)部的散熱器中，散熱器再把熱量傳遞給原油，達到了加熱原油的目的。

（2）電熱膜加熱器采用智能溫控數(shù)字顯示系統(tǒng)，操作非常簡便易行。用戶可根據(jù)需要自行設(shè)定溫度，當達到指定溫度時，自動降壓斷電，使被加熱的原油保持在指定的溫度上；當?shù)陀谥付囟葧r會自動啟動加熱。

如果加熱管線有漏油時可通過壓力傳感器傳給報警器進行報警并關(guān)機。

2．電熱膜加熱器性能特點

（1）質(zhì)優(yōu)材料

內(nèi)膽與外殼永不腐蝕，耐沖擊力強，壽命長。

（2）電熱膜元件

通過絕緣基材表面改性電熱膜半導(dǎo)體生成技術(shù)，電熱轉(zhuǎn)換率高達98%以上，升溫快。無明火，壽命是合金電熱器的4-5倍，升溫斷電無滯后現(xiàn)象，有利于精確溫控（1℃），不會過熱和焦化。

（3）導(dǎo)熱油熱媒介質(zhì)

沸點高，350℃溫度不汽化，常壓，可靠。

（4）全自動控制

快速反應(yīng)，從送電、加熱、控溫、斷電、缺油、故障報警等一系列功能由電腦來實施，無人值守。

（5）熱媒循環(huán)系統(tǒng)

采用進口耐高溫油泵，配備防爆電機。

四、空氣冷卻器

隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，用水量大幅度增加，水資源短缺已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”問題。節(jié)水已成為工業(yè)生產(chǎn)的重要研究課題。

在石化廠生產(chǎn)過程中，有大量的冷卻水循環(huán)使用，如何有效減少用水損耗，降低系統(tǒng)的能耗，冷卻系統(tǒng)起著關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)的水冷卻方式受到嚴峻的挑戰(zhàn)。首先，在以冷卻塔為冷卻方式的生產(chǎn)中，由于水分蒸發(fā)，造成大量水資源的浪費，成為工廠沉重的經(jīng)濟負擔(dān)；其次，當冷卻水蒸發(fā)速度較快時，水中的雜質(zhì)會在管路和換熱器中大量沉積，不僅造成管路和換熱器中的流動情況和傳熱能力惡化，使功耗增大，而且會腐蝕設(shè)備，使設(shè)備運行年限大大縮短；再次，環(huán)境問題越來越受到關(guān)注，而工業(yè)用冷卻水大多來自于河水，導(dǎo)致河水溫度升高會破壞河流中的生態(tài)平衡，而冷卻設(shè)備的泄漏會造成嚴重的水質(zhì)污染。采用空氣冷卻系統(tǒng)不受水資源的限制。

對于水資源，若長期無節(jié)制地大量使用，又無回灌措施，所造成的問題就不僅僅是熱污染，地下水長期過量開采，水位嚴重下降，地面下沉，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活都會帶來嚴重的負面影響。
密閉式空氣冷卻器其熱水和空氣不直接接觸，熱水的冷卻是在空氣冷卻器內(nèi)的散熱管中實現(xiàn)的，傳熱為非接觸傳熱。一種干濕式空氣冷卻器倍受人們的重視，熱水與空氣進行干式冷卻后再進行濕式冷卻，隨季節(jié)環(huán)境溫差的變化，春秋冬季使用干式冷卻方式，夏季氣溫高，干濕冷卻方式同時啟動，既滿足了生產(chǎn)的需要，又節(jié)省了能源。

1．發(fā)電廠直接空氣冷卻器

直接空冷是指將汽輪機的蒸氣直接用空氣來冷凝，所需冷卻空氣通常由機械通風(fēng)方式供給，其散熱器是由外表面鍍鋅的橢圓形鋼管外套矩形鋼翅片的若干個管束組成的。直接空冷采用的冷卻介質(zhì)為空氣，濕冷采用的循環(huán)冷卻水。同等容量的空冷機組與濕冷機組相比，其冷卻系統(tǒng)本身可節(jié)水97%以上，全廠節(jié)水約65%以上，是火電廠節(jié)水量的一項技術(shù)。運行中濕冷卻塔補充水，大約為總冷水流量的3%，以補償因蒸發(fā)和排污損耗的冷卻水，其設(shè)計耗量為4L/Kwh。