回转预热器技术方案.docx
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回转预热器技术方案
山东**化工
30万吨/年减粘加工装置用
回转蓄热式空气预热器
技
术
方
案
岳阳**热工电磁科技有限公司
2020年5月
一、概述
本方案是针对山东**化工30万吨/年减粘加工装置用回转蓄热式空气预热器。
以下为回转蓄热式空气预热器的供货范围、技术介绍、制造、检验试验、包装运输与图纸资料文件交付等方面的方案说明。
本方案所提供的是专利产品，所涉及专利如下：
Ø发明专利：
CN201410328740一种回转蓄热式空气预热器
Ø实用新型专利：
CN201721128559回转空预器的扇形接触刷式密封装置
二、采用标准：
当所采用的标准和本技术方案相矛盾时，应按严者执行。
当标准有最新版本时，以最新版本为准。
GB/T3274-2017《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》
GB/T13237-2013《优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带》
GB/T706-2016《热轧型钢》
GB713-2014《压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板》
GB/T15386-1994《锅炉和压力容器用钢板》
SH/T3420-2007《石油化工管式炉用空气预热器通用技术条件》
GB50761-2012《石油化工钢制设备抗震设计规范》
GB/T985.1-2008《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》
GB/T985.2-2008《埋弧焊的推荐坡口》
GB/T985.3-2008《铝及铝合金气体保护焊的推荐坡口》
GB/T985.4-2008《复合钢的推荐坡口》
SH3022-2011《石油化工设备和管道涂料防腐技术规范》
NBT47007-2010《空冷式热交换器》
SH3086-98《石油化工管式炉钢结构工程及部件安装工程技术条件》
SH/T3128-2002《一般炼油装置火焰加热炉陶瓷纤维衬里》
SBZ4-92《石油化工工业炉烟风道设计导则》
三、工作和供货范围
3.1工作范围
工作范围：
回转蓄热式空气预热器本体，包括设计、材料采购、制造、检验和试验、涂敷（包括底漆和面漆）、工厂衬里制作、包装运输（国内，运输至现场），以及现场安装指导、试运行指导、相关资料文件交付等。
改造设计：
为适用回转蓄热式空气预热器，根据买方提供的余热回收系统详细布置图，由供货商提出烟风道改造设计方案，提供改造方案图，由买方确认。
3.2供货范围
3.2.1回转蓄热式空气预热器本体：
1台。
序号
名称
单位
数量
备注
1
回转体
台
1
分体供货
2
顶盖组件
台
1
分体供货
3
底座
台
1
4
防护罩组件
批
1
分片供货
5
梯子平台
批
1
6
回转体支撑大齿轮
台
1
7
减速机组件
台
1
含小齿轮及电机
8
蜂窝陶瓷蓄热体
立方米
约2.0
9
烟气进口膨胀节
台
1
10
空气出口膨胀节
台
1
11
防爆操作柱
台
1
12
铭牌及铭牌座
件
1
3.2.2备品备件：
序号
名称
单位
推荐量
备注
1
螺栓螺母
批
1
约为正常安装10%
2
蜂窝陶瓷蓄热体
立方米
0.5
按用户要求备量
3
硅酸铝纤维毯
立方米
1
现场密封用
四、设计基础数据：
4.1空气预热器设计基础条件
设计环境温度℃：
20℃
相对湿度%：
77
地震烈度：
7第一组
4.2空预器设计基础参数
4.2.1设计参数
参数
项目
烟气侧
空气侧
设计工况
操作工况
设计工况
操作工况
流量（Nm3/h）
进口温度（℃）
243
出口温度（℃）
允许压力降（Pa）
燃料气流量（Nm3/h）
550-600
燃料气组份（V%）
天然气
加热炉热负荷（MW）
4.3回转蓄热式空气预热器计算参数
4.3.1设计基础参数分析计算
按燃料为天然气考虑，燃料气设计消耗量为600Nm3/h，则生成烟气量约为6912Nm3/h，所需空气量约为6336Nm3/h。
4.3.2回转蓄热式空预器计算
参数
项目
空气侧
烟气侧
操作工况
设计工况
操作工况
设计工况
烟气/空气量（Nm3/h）
6336
6912
进口温度（℃）
20
243
出口温度（℃）
170±5
105±5
最大气体流速（m/s）
4.7
5.4
计算最大压力降（Pa）
200
260
换热量（MW）
0.355
回转体转速（r/minP）
0.8-2.0
散热损失（%）
＜10%
总传热系数（W/mP2P.℃）
6～8
蓄热体传热面积（mP2P）
780
蓄热体体积（mP3P）
2.0
烟气氧含量变化率
≤1.0%
设备外形（长X宽X高）（mm）
2500X2500X4000
壳体外壁温度高限（℃）
60
60
设计烟气温度（℃）
450
最低允许烟气温度（℃）
4.4公用工程
电：
380v，5KW
蒸汽/水：
水（蓄热体清灰用，视情况用量选择）
五、技术要求及制造检验
5.1技术要求
回转蓄热式空气预热器设计、制造应符合Q/ZDRG002-2013《回转蓄热式空气预热器工程技术条件》及本协议中相关标准的要求。
回转蓄热式空气预热器本体钢结构的强度应满足支撑其自身和附带的烟风道的荷载，其点为刚性节点。
内保温如采用软体材料必须采取防止流体冲刷措施。
回转蓄热式空气预热器按450℃烟气温度进行机械和结构设计；空气进出口和空气管箱的设计符合SBZ4-92《石油化工工业炉烟风道设计导则》的规定。
5.2制造检验
回转蓄热式空气预热器采取内保温（包括设备壳体和烟气进出口），内衬采用硅酸铝纤维毡加3mm厚的不锈钢钢板防止流体的冲刷，保证在环境温度27℃无风条件下，空气预热器箱体外表面温度不大于60℃。
烟气进出口要求采用轻质保温棉保温。
空气预热器的壳体和接口外表面要求进行喷砂除锈处理，表面要求达到Sa2.5，底漆采用无机富锌底漆（耐温200℃），面漆采用环氧有机硅耐热漆（耐温200℃）。
底漆及面漆均喷涂两遍。
空气预热器的接口尺寸及柱脚板螺栓开孔应满足安装图的要求。
设备外壁雨后不积水。
六、回转蓄热式空气预热器产品介绍
6.1技术原理：
回转体承载蓄热体旋转，并依次连续地通过烟气换热区和空气换热区，蓄热体采用蜂窝陶瓷，增大了蓄热体比表面积，高温烟气穿过蓄热体流道将热量传递到蓄热体表面，当高温的蓄热体转到空气换热区时，冷空气穿过蓄热体流道带走蓄热体的热量。
换热系统原理见图：
6.2性能特点：
我公司开发的回转蓄热式空气预热器是蓄热空气预热器的升级换代产品，余热利用效率高，预热后的热空气温度略低于换热前热烟气温度；采用先进的密封技术，系统漏风小，运行中氧含量变化小于1.0%；采用蜂窝陶瓷蓄热体，彻底解决低温露点腐蚀问题，可根据需要灵活调节排烟温度，冷烟气排放温度可低至80℃；采用平面支撑结构，回转体运行平稳，运行能耗低，操作简易，使用寿命10年以上；另外，排烟温度低，烟气冷凝过程中产生冷凝液与烟气接触后，吸收烟气中的NOX、SOX气体及烟尘，可以减少有害气体的排放。
预热器内部采用水冲洗进行清洁，维护简单。
回转蓄热式空气预热器可节省燃料消耗，起到节能、减排、增效的目的。
我公司专利产品RHE回转蓄热式空气预热器性能特点如下：
Ø
换热效率高
Ø钢材耗量少、重量轻、占地少
Ø刷式密封系统高效稳定
Ø变频调节转速，适应性强
Ø操作较为简单、维护少
Ø耐腐蚀能力强
Ø运行成本低
Ø使用寿命长
Ø压力降小
Ø可实现低温冷凝，减排
6.3内部结构简介
回转式空气预热器主要由回转体、蓄热体、顶部结构、底部结构、支撑轴承、导向轴承、驱动装置等组成。
最重要的部件是回转体，回转体内放置蓄热体。
刷式密封技术：
在热态运行状态下，空气预热器各部件均会因受热而发生膨胀，回转体会变成蘑菇状，如果间隙过大，将导致空气预热器漏风率很大，如果过小，将可能导致空气预热器卡死。
我公司采用航天级先进的刷式密封技术，密封刷刷毛采用特种耐高温合金钢丝，刷柄采用耐候钢，安装时与扇形板过盈，能起到很好的密封效果。
实测氧含量变化为0.55%，低于其他形式的密封（其他形式的密封为5%～10%），并且运行平稳阻力小，实测电机运转电流13±0.5A。
因此从投资回收、工程量、使用效果、使用安全性能等方面的考虑，刷式密封技术都具有非常大的优势。
平面支撑结构：
回转蓄热体支撑在大平面滚子轴承上，轴承安装在固定底座上，轴承转子上设置有大齿圈，电机及减速机驱动装置安装在底座外侧，由小齿轮带动回转体低速旋转。
大平面滚子轴承承载能力大，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。
回转体运行平稳，运行能耗低，操作简易，使用寿命10年以上。
回转体转速较低，并且可以根据排烟温度或预热空气温度的要求调解转速，以适应系统操作要求。
蓄热体结构：
蜂窝陶瓷蓄热体单孔截面为正六边形，孔道相互平行，不但减轻了蓄热体重量，增大换热面积，且大大降低了气孔流经的阻力。
蜂窝陶瓷蓄热体具有低膨胀性、比热容大、比表面积大、压力降小、热阻小、导热性能好、耐热冲击性好、耐腐蚀的特性。
几种空气预热器性能对比
类型
性能
管式（扰流子）
空气预热器
热管
空气预热器
铸铁板式
空气预热器
水热媒
空气预热器
回转蓄热式
空气预热器
耐露点腐蚀能力
很差
差
一般
好
好
正常使用年限
～3年
～6年
～6年
～8年
10年以上
使用最高温度
400℃
400℃
400℃
400℃
600℃
排烟温度
＞150℃
＞120℃
≥120℃
＞120℃
≤105℃（可调）
积灰、结垢、腐蚀情况
较难清理。
低温区腐蚀和积灰堵塞严重
较难清理。
存在失效（寿命）问题，高温段热管失效很严重。
超温爆管，有爆炸隐患
易清理。
容易结垢堵灰，换热效率下降
易清理。
操作复杂，控制精度要求高
易清理。
无低温腐蚀问题，不会结污，耐各种长期负荷工况
结构特点
结构简单、制造容易
结构紧凑，密封要求较高
较简单，材料成本高昂
结构复杂，占地较大
制造复杂，现场占地不大
操作维护难度
无现场维护
无现场维护
无现场维护
操作复杂，需要控制空气和水的流量，温度
简易，仅需要日常维护
漏风
腐蚀漏风
烟气/空气隔板
密封处变形漏风
腐蚀漏风
无
携带漏风
传热能力
一般，增大换热面积，需增大体积
一般，适用于一定温度范围内的传热
较高，结污后传热效率下降
一般。
通过媒介传热，有热损失
高。
大面积蓄热换热，基本无热损失
传热媒介
钢管
钢管、有机体等
钢、不锈钢
钢管、除氧水
蜂窝陶瓷
七、质量保证措施：
7.1空气预热器的设计、制造、试验、包装、运输除符合执行标准外，还须满足本公司ISO9001质量保证体系的要求；
7.2在符合操作规范条件，空气预热器保质期为交货后18个月，或开车运行12个月，以先到为准。
预热器传热元件、密封钢构使用寿命为2-6年，壳体和结构的使用寿命为10年，预热器连续不间断运行4年；
7.3预热器的生产和检验严格按照图纸及设计条件要求进行制造。
设计制造的所有产品加工件，均100%检验，产品总装后均经100%最终检验，并提交产品最终质量检验合格文件；
7.4向需方提供的空预器所选用管、板材及保温材料均应有材质单和质保书。
八、服务承诺：
8.1现场交货：
供方送货人员会同需方接收人员对运抵现场的货物数量、包装完好程度，进行验收，由于运输过程中产生的货物损坏或短缺时，由供方负责；
8.2安装前验收：
由供方服务人员会同需方或需方委托的安装公司一起开箱查验，按装箱清单检查产品及配件是否完好无损，有无短缺，文件资料是否齐全。
非人为因素造成的损坏、短缺，由供方设法及时解决，若人为因素造成的损坏短缺，双方协商解决；
8.3空预器的安装：
需方或需方委托的安装工程公司，在安装空气预热时应安全、可靠、小心，避免损坏空气预热器及配件，若发生损坏，查清责任，供方协助设法解决；安装时若发生困难或问题时，双方在现场查明原因，协商解决办法，保障安装顺利进行；
8.4装置开工运行：
由需方操作人员按规定主持，供方服务人员到现场配合，确保开工运行顺利；
8.5技术服务：
在质保期内，出现与空预器有关的设备和技术方面问题时，供方接到通知后，驻地办事处人员随叫随到，紧急情况下，48小时内供方派专业工程师到现场免费解决；
8.6供方承诺，对售出的所有产品实现优质终身服务，并对易损件提供最优惠价格供应。
九、包装和运输、交货周期、在线安装
9.1预热器钢构包装，其他附件及备品备件木箱包装，在明显处注明设备编号，并将相关的文件资料和图纸放入包装箱内。
9.2编制发货清单一式二份。
9.3预热器设备由用户验收后，汽车发运到现场或用户指定地点，交货期为90天。
9.4预热器可根据需方要求进行在线安装，卖方负责现场安装指导，安装周期20天。
十、资料与图纸交付
制造商所设计的图纸需用户确认后再施工，请在收到设计图纸后10日内返回确认后的图纸给制造商便于及时安排制造生产。
附件1回转蓄热式空气预热器方案图
附件2回转蓄热式空气预热器经济效益分析
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