锅炉上的空气预热器

锅炉上的空气预热器

空气预热器在锅炉上运用的十分普遍，电厂锅炉均有宽气预热器，而在工业锅炉上，由于工业锅炉的结构与燃烧方式与电厂锅炉不同，锅炉容量又小，因此一般在容量10t/h及以上的锅炉上才配置空气预热器。

　　从调查资料来看，大部分设备运行工况不佳，其原因是什么，应采用什么改进措施，是本文要讨论的主要内容。

　　1空气预热器的作用及其经济效果我国工业锅炉上配置的空气预热器基本上是立式布置的钢管式空气预热器，国外如日本、美国等工业锅炉上采用回转式空气预热器。空气预热器的作用主要有两方面：一方面利用低温烟气热源进行热交换，以提高炉排进风温度，有利于燃料着火，它强化和促进了燃烧，有利于燃烬，提高燃烧效率特别对挥发份Vr较低，含水量较高的燃料效果更显著。

　　另一方面降低了排烟温度，减少排烟热损失（2），从而提高了锅炉热效率。排烟热损失（q2）可按下式进行计算：p，―排烟处过量空气系数；Ik―冷空气焓值，k/kg；q4机械不完全燃烧损失。

　　104k/kg为例），排烟温度与排烟热损失关系见及表1所示。

　　从计算得知，每降低排烟温度10°c，锅炉热效率可提高0.5%~0.6%.但为了保证锅炉安全运行，排烟温度不可能降得过低，一般为160°C~180°C之间。

　　2工业锅炉上空气预热器运行工况分析据调查资料，在工业锅炉上配置的空气预热器大部分运行工况不佳，如我公司热力车间一台10t/h锅炉上配置的立式钢管空气预热器，刚投运两年四角管子被水泥状的烟灰粒子堵塞导致烟气阻力增大，引风机不能胜任而迫使锅炉降低负荷运行。运行工况不佳的原因主要有以下几个方面：空气预热器的工作条件恶劣。由于燃料中不但含有结晶的内水份，而且带有较多的外水份，一般在8% ~12%雨季达15%以上，因此烟气中含有一定量的水蒸汽。同时，燃料中还含有氧、氮、硫等元素，燃烧后会生成S2、S3、Nx、C2等气体这些气体在锅炉尾部因温度降低与水蒸汽凝结成化合物如硫酸等，况且，燃烧中含有灰粒，这些物质不但易堵塞管子，而且易腐蚀管子。

　　烟气流速的影响。从设计资料看，最佳经济流速Wy=9m/s~11.5m/s，但由于工业锅炉运行不稳定，有些锅炉长期在低负荷下运行，实际测试空气预热器处的烟气流速多为7m/s~9m/s，这不但降低了传热系数，而且管子中的烟气起不到自身吹扫的作用，从而易使水蒸汽与有害气体结合，同时又与灰粒结合粘附在管子内壁，堵塞管子。

　　燃料特性的影响。工业锅炉是以层燃炉为主，燃料中含有硫等有害物质，燃烧后生成SOx气体，随气体流经各受热部件，随着烟温降低，硫的氧化物气体与烟气中水蒸汽和氧结合，生成硫酸，易附在管子内壁。由于四角温度场比中间低，同时流速也比中间低，因此易堵塞。

　　介于以上原因，我公司曾对一台10t/h锅炉的空气预热器进行改进设计，将原设计Y40X1.5管子扩大为Y51X3管子，保持外形尺寸不变，而管子总数减小，使烟气流通截面积减少10%左右，以提高烟气流速。锅炉运行四年后进行检查，四角管子堵塞不到10%，锅炉出力较以前提高3 -种非金属材料硼硅坡璃管空气预热器介绍我国早在60年代引进国外先进经验，在电厂燃油炉上试用卧式布置的玻璃管空气预热器，但当时由于玻璃管材质及管子与管板联接密封及运输、安全碰碎等一系列问题不能解决，故暂被放弃。随着科学的进步，90年代重新在电厂和工业锅炉上开始使用，上海、无锡等地已有几家辅机厂制造玻璃管空气预热器，其效果比原来的立式钢管空气预热器优越得多，但由于玻璃管在检修时易碎，另外制造厂不能组装好出厂，工人经验不足，运输、安装时管子破碎率很高，达20%左右。再则GG17材质硼硅玻璃管和联接密封圈价格较贵，一台同样规格的空气预热器比网管式价格高20%~30%，而且使用寿命并不太长，因此限制了它的使用，但由于它有以下优点，用户零星改造仍可考虑使用。

　　260°C温度下长期使用。

　　高温下化学性稳定，强酸、强碱、强氟化剂、有机液体对它均不起作用。

　　异常的润滑性，它具有极低的动静摩擦系数。

　　⑷表面不粘性，几乎所有粘性物质均不粘。

　　膨胀系数大，热态下密封性能好。

　　玻璃管空气预热器，烟道阻力比原来减小50Pa左右，锅炉正压燃烧的情况基本不存在，改善了锅炉运行状况。

　　4结论工业锅炉上采用空气预热器，可以提高炉膛温度，利于燃料着火，促进燃烧，提高燃烧效率。

　　同时还可以降低排烟温度，减少排烟损失（q2），从而提高锅炉热效率。

　　立式钢管空气预热器，在设计时应把烟速取在推荐值的上限，或者将管径相应扩大，才能防止和缓解管子堵塞。

　　玻璃管空气预热器有一系列优点，由于安装、运输、检修易碎等原因限制了它的使用，但作为零星改造时，仍可加以考虑。