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熱管蒸汽發(fā)生器是一種用于煉油廠催化裂化余熱回收的換熱設(shè)備，由蒸汽過熱器、蒸汽發(fā)生器和軟水預(yù)熱器組成。適用于生產(chǎn)煉油廠余熱回收工藝所需的過熱蒸汽，具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻力損失小、無(wú)需維護(hù)、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
1.普通管式余熱鍋爐與熱管蒸汽發(fā)生器的比較。
煉油廠煙氣余熱回收采用普通管式余熱鍋爐，有效但不可避免。
換熱器的缺點(diǎn)包括換熱效率低、金屬消耗大、溫差應(yīng)力大、管與管板的夾角大。
焊縫容易斷裂，經(jīng)常停機(jī)維修(2個(gè)月一次)，使用壽命很短。
正常生產(chǎn)過程影響很大，造成很大損失。
如何以較少的金屬消耗高效回收高溫?zé)煔庵械挠酂幔绾卧诓桓淖兓蚧静桓淖兦昂筮B接設(shè)備的情況下，避免管殼式換熱器的這些缺點(diǎn)，是許多煉油廠需要解決的問題。
一、工作原理的區(qū)別
熱管蒸汽發(fā)生器的工作原理優(yōu)于管式換熱器。
(1)列管式換熱器的工作原理是高溫?zé)煔饬鹘?jīng)列管，分析除氧水通過殼程流經(jīng)列管，通過列管的管壁進(jìn)行換熱，產(chǎn)生的飽和蒸汽進(jìn)入汽包。整個(gè)傳熱由金屬壁完成，熱阻高，傳熱系數(shù)低，所以效率低，蒸汽產(chǎn)量不高。由于兩種流體溫差大，管端角焊縫容易開裂，導(dǎo)致殼側(cè)和管側(cè)兩種流體串聯(lián)，因此設(shè)備不得不停機(jī)維護(hù)。
②熱管換熱器的工作原理:首先說明熱管蒸汽發(fā)生器的主要傳熱元件熱管的工作原理:熱管是一種導(dǎo)熱系數(shù)極高的傳熱元件，用于航天工業(yè)。它通過工作介質(zhì)在全封閉真空管內(nèi)的蒸發(fā)和冷凝傳熱，高頻焊接翅片纏繞在管外，具有極高的熱導(dǎo)率、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)傳熱面積可任意變化、長(zhǎng)距離傳熱、溫度可控等一系列優(yōu)點(diǎn)。由熱管組成的熱管蒸汽發(fā)生器傳熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，流體阻力損失小，有利于控制露點(diǎn)腐蝕。
煉油廠熱管蒸汽發(fā)生器的工作原理:通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用新的換熱結(jié)構(gòu)，采用高效熱管，設(shè)備采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，高溫?zé)煔馔ㄟ^兩側(cè)的箱體，脫氧水通過中間設(shè)備主體。煙氣首先從一側(cè)箱體入口進(jìn)入，然后掃過熱管，熱量通過熱管傳遞給設(shè)備本體產(chǎn)生的飽和蒸汽，進(jìn)入汽包。由于熱管是單支點(diǎn)焊接，可以自由伸縮，不存在溫差應(yīng)力的問題。
二、設(shè)備結(jié)構(gòu)的差異
管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)是煉油廠原來(lái)使用的管殼式廢熱鍋爐:設(shè)備水平放置，高溫?zé)煔鈴臒煔馊肟谙溥M(jìn)入，從換熱管進(jìn)入煙氣出口箱，過冷水從進(jìn)水口進(jìn)入殼體，通過換熱管的管壁與煙氣換熱。蒸汽產(chǎn)生后，通過出口進(jìn)入立管。換熱管的管壁溫度和端口處的管板溫度相差很大。兩個(gè)管子都與管板焊接在一起，長(zhǎng)度方向的自由變形受到限制，從而產(chǎn)生較大的溫差力。因此，管板與換熱管端口之間的焊縫容易出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致冷熱流體串聯(lián)。未停機(jī)檢修的結(jié)構(gòu)高溫?zé)煔夂退耆蛛x，其傳熱通過熱管傳遞。也是說，即使熱管損壞，冷熱流體也不會(huì)相互連通。箱體外部尺寸由熱管換熱計(jì)算確定，其橫向切割面為方形，既確保了熱管表面不易積灰，又確保了熱管具有較高的傳熱系數(shù)和熱管的承載極限。經(jīng)過流體動(dòng)力循環(huán)計(jì)算，確定了設(shè)備本體的合理尺寸、內(nèi)部熱管的可接受性和熱管的合理布置。因?yàn)闊崃渴峭ㄟ^熱管中工作介質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝傳遞的，因此，冷熱流體是完全分離的。即使幾根熱管損壞，煙氣、水和蒸汽也不會(huì)交叉。因此，使用壽命比管式換熱器長(zhǎng)得多，一般達(dá)到5、6年。此外，生產(chǎn)過程中不需要經(jīng)常檢修，但正常檢修時(shí)可以進(jìn)行例行檢查。整個(gè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)可以確保不對(duì)周圍其他設(shè)備做很大的調(diào)整，安裝非常簡(jiǎn)單。
