保定金能公司新型換熱設(shè)備概述

一、公司簡(jiǎn)介

保定市金能換熱設(shè)備有限公司是一家專(zhuān)門(mén)從事各類(lèi)換熱設(shè)備設(shè)計(jì)、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(yàn)豐富的從事熱能、機(jī)電、節(jié)能專(zhuān)家隊(duì)伍，其中職稱(chēng)人員15名，中級(jí)職稱(chēng)人員18名，同時(shí)長(zhǎng)期聘請(qǐng)北京、天津地區(qū)大學(xué)教授及科研單位專(zhuān)家8名作為技術(shù)顧問(wèn)。本公司系中國(guó)熱處理行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)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(jī)、振動(dòng)流化床干燥機(jī)、噴霧干燥機(jī)、熱風(fēng)爐等，并可按用戶(hù)要求生產(chǎn)加工各類(lèi)換熱設(shè)備。開(kāi)發(fā)研制的各種節(jié)能產(chǎn)品已銷(xiāo)售全國(guó)二十幾個(gè)省、直轄市，部分產(chǎn)品已出口到泰國(guó)、土耳其、巴基斯坦等國(guó)家。應(yīng)用領(lǐng)域包括石油、石化、鋼鐵、冶金、汽車(chē)、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(hù)，外資企業(yè)有愛(ài)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(guó)鐵姆肯（煙臺(tái)）有限公司、 SEW（天津）傳動(dòng)設(shè)備有限公司；中外合資及國(guó)內(nèi)企業(yè)有大慶油田華訊達(dá)科技開(kāi)發(fā)公司、遼河油田華孚股份有限公司、大港油田統(tǒng)計(jì)工作站，大港煉油廠(chǎng)、錦西煉油廠(chǎng)、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(jī)股份有限公司、重慶綦江齒輪傳動(dòng)有限公司、北京北重汽輪電機(jī)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(chǎng)、瓦房店軸承股份有限公司、杭州前進(jìn)齒輪箱廠(chǎng)、無(wú)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(chǎng)、柳州工程機(jī)械集團(tuán)公司等。

金能公司始終以精湛的技術(shù)，過(guò)硬的產(chǎn)品，可靠的承諾，熱忱為用戶(hù)服務(wù)。真誠(chéng)歡迎新老用戶(hù)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(guò)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(chǎng)日趨重要，因此對(duì)節(jié)能技術(shù)的要求也日益提高。在煉油廠(chǎng)存在著眾多加熱爐，節(jié)能的一個(gè)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(chǎng)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(diǎn)，回轉(zhuǎn)式空氣予熱器一方面因?yàn)橛修D(zhuǎn)動(dòng)部件，間隙不易控制，易造成大量漏風(fēng)，使用時(shí)能保持15% 的漏風(fēng)率就已經(jīng)很不錯(cuò)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(yán)重時(shí)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(jiǎn)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(shì)必增大，造成設(shè)備體積大，鋼材消耗多，占有場(chǎng)地大等一系列問(wèn)題。而熱管換熱器則以其獨(dú)特的傳熱原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)，能夠較妥善地解決了強(qiáng)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(jìn)行傳熱的，因此具有啟動(dòng)快、傳熱強(qiáng)度大的特點(diǎn)。

熱管空氣予熱器的優(yōu)點(diǎn)：

（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(qiáng)化傳熱，彌補(bǔ)氣體換熱系數(shù)低的弱點(diǎn)。

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

（3）有效地防止酸露點(diǎn)腐蝕，通過(guò)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(diǎn)腐蝕。

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

（5）傳熱過(guò)程無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，沒(méi)有附加動(dòng)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(huì)停爐隨時(shí)更換，保證正常生產(chǎn)。

（6）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊，故障少，安裝維護(hù)容易。

表1   常減壓熱管空氣予熱器性能參數(shù)

2．煉油過(guò)程加熱和冷卻方案

在原油的煉制和處理過(guò)程中經(jīng)常需要將被加熱的流體冷卻下來(lái)而進(jìn)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(duì)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(shí)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(guò)，對(duì)于這種情況過(guò)去基本上是采用循環(huán)水或自然水方式進(jìn)行冷卻，這不僅浪費(fèi)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(duì)冷卻水處理不好還會(huì)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(jìn)行冷卻，同時(shí)對(duì)余熱進(jìn)行回收，這不僅提高整個(gè)系統(tǒng)的熱效率，節(jié)省能源，而且還可以克服上述缺點(diǎn)。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(dá)到雙重效果，充分發(fā)揮了熱管換熱器的優(yōu)點(diǎn)。

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(diǎn)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(jiǎn)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(zhǎng)期穩(wěn)定地工作，造價(jià)較低。由于高溫區(qū)不存在酸腐蝕問(wèn)題，將螺旋槽管空氣予熱器布置在高溫段不會(huì)出現(xiàn)由于酸腐蝕而導(dǎo)致穿孔漏風(fēng)的危險(xiǎn)。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(diǎn)，可提高受熱面的壁溫，從而避開(kāi)酸露點(diǎn)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(diǎn)，避免其缺點(diǎn)，因而可獲得滿(mǎn)意的結(jié)果。本方案具有重量輕、造價(jià)低，可靠性高，運(yùn)行調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單等顯著優(yōu)點(diǎn)。在啟動(dòng)工況時(shí)，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(yùn)行的可靠性，在熱管予熱器空氣進(jìn)口處設(shè)置前置預(yù)熱器，通過(guò)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(zhuān)門(mén)為儲(chǔ)油罐加熱研制設(shè)計(jì)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(qiáng)度高，可靠，壽命長(zhǎng)，節(jié)電等優(yōu)點(diǎn)。
以電熱膜石英玻璃管為加熱元件，該項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)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(dòng)學(xué)說(shuō)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(duì)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(xiàn)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(wèn)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(dá)到了加熱原油的目的。

（2）電熱膜加熱器采用智能溫控?cái)?shù)字顯示系統(tǒng)，操作非常簡(jiǎn)便易行。用戶(hù)可根據(jù)需要自行設(shè)定溫度，當(dāng)達(dá)到指定溫度時(shí)，自動(dòng)降壓斷電，使被加熱的原油保持在指定的溫度上；當(dāng)?shù)陀谥付囟葧r(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)加熱。

如果加熱管線(xiàn)有漏油時(shí)可通過(guò)壓力傳感器傳給報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警并關(guān)機(jī)。

2．電熱膜加熱器性能特點(diǎn)

（1）質(zhì)優(yōu)材料

內(nèi)膽與外殼永不腐蝕，耐沖擊力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)。

（2）電熱膜元件

通過(guò)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(dá)98%以上，升溫快。無(wú)明火，壽命是合金電熱器的4-5倍，升溫?cái)嚯姛o(wú)滯后現(xiàn)象，有利于精確溫控（1℃），不會(huì)過(guò)熱和焦化。

（3）導(dǎo)熱油熱媒介質(zhì)

沸點(diǎn)高，350℃溫度不汽化，常壓，可靠。

（4）全自動(dòng)控制

快速反應(yīng)，從送電、加熱、控溫、斷電、缺油、故障報(bào)警等一系列功能由電腦來(lái)實(shí)施，無(wú)人值守。

（5）熱媒循環(huán)系統(tǒng)

采用進(jìn)口耐高溫油泵，配備防爆電機(jī)。

四、空氣冷卻器

隨著我國(guó)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(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”問(wèn)題。節(jié)水已成為工業(yè)生產(chǎn)的重要研究課題。

在石化廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)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(yán)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(fèi)，成為工廠(chǎng)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；其次，當(dāng)冷卻水蒸發(fā)速度較快時(shí)，水中的雜質(zhì)會(huì)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(dòng)情況和傳熱能力惡化，使功耗增大，而且會(huì)腐蝕設(shè)備，使設(shè)備運(yùn)行年限大大縮短；再次，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注，而工業(yè)用冷卻水大多來(lái)自于河水，導(dǎo)致河水溫度升高會(huì)破壞河流中的生態(tài)平衡，而冷卻設(shè)備的泄漏會(huì)造成嚴(yán)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(duì)于水資源，若長(zhǎng)期無(wú)節(jié)制地大量使用，又無(wú)回灌措施，所造成的問(wèn)題就不僅僅是熱污染，地下水長(zhǎng)期過(guò)量開(kāi)采，水位嚴(yán)重下降，地面下沉，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活都會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)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(shí)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(jìn)行干式冷卻后再進(jìn)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(shí)啟動(dòng)，既滿(mǎn)足了生產(chǎn)的需要，又節(jié)省了能源。

1．發(fā)電廠(chǎng)直接空氣冷卻器

直接空冷是指將汽輪機(jī)的蒸氣直接用空氣來(lái)冷凝，所需冷卻空氣通常由機(jī)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(gè)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(jī)組與濕冷機(jī)組相比，其冷卻系統(tǒng)本身可節(jié)水97%以上，全廠(chǎng)節(jié)水約65%以上，是火電廠(chǎng)節(jié)水量的一項(xiàng)技術(shù)。運(yùn)行中濕冷卻塔補(bǔ)充水，大約為總冷水流量的3%，以補(bǔ)償因蒸發(fā)和排污損耗的冷卻水，其設(shè)計(jì)耗量為4L/Kwh。