鍋爐上的空氣預(yù)熱器

空氣預(yù)熱器在鍋爐上運(yùn)用的十分普遍，電廠鍋爐均有寬氣預(yù)熱器，而在工業(yè)鍋爐上，由于工業(yè)鍋爐的結(jié)構(gòu)與燃燒方式與電廠鍋爐不同，鍋爐容量又小，因此一般在容量10t/h及以上的鍋爐上才配置空氣預(yù)熱器。

　　從調(diào)查資料來看，大部分設(shè)備運(yùn)行工況不佳，其原因是什么，應(yīng)采用什么改進(jìn)措施，是本文要討論的主要內(nèi)容。

　　1空氣預(yù)熱器的作用及其經(jīng)濟(jì)效果我國工業(yè)鍋爐上配置的空氣預(yù)熱器基本上是立式布置的鋼管式空氣預(yù)熱器，國外如日本、美國等工業(yè)鍋爐上采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器�？諝忸A(yù)熱器的作用主要有兩方面：一方面利用低溫?zé)煔鉄嵩催M(jìn)行熱交換，以提高爐排進(jìn)風(fēng)溫度，有利于燃料著火，它強(qiáng)化和促進(jìn)了燃燒，有利于燃燼，提高燃燒效率特別對揮發(fā)份Vr較低，含水量較高的燃料效果更顯著。

　　另一方面降低了排煙溫度，減少排煙熱損失（2），從而提高了鍋爐熱效率。排煙熱損失（q2）可按下式進(jìn)行計(jì)算：p，―排煙處過量空氣系數(shù)；Ik―冷空氣焓值，k/kg；q4機(jī)械不完全燃燒損失。

　　104k/kg為例），排煙溫度與排煙熱損失關(guān)系見及表1所示。

　　從計(jì)算得知，每降低排煙溫度10°c，鍋爐熱效率可提高0.5%~0.6%.但為了保證鍋爐安全運(yùn)行，排煙溫度不可能降得過低，一般為160°C~180°C之間。

　　2工業(yè)鍋爐上空氣預(yù)熱器運(yùn)行工況分析據(jù)調(diào)查資料，在工業(yè)鍋爐上配置的空氣預(yù)熱器大部分運(yùn)行工況不佳，如我公司熱力車間一臺10t/h鍋爐上配置的立式鋼管空氣預(yù)熱器，剛投運(yùn)兩年四角管子被水泥狀的煙灰粒子堵塞導(dǎo)致煙氣阻力增大，引風(fēng)機(jī)不能勝任而迫使鍋爐降低負(fù)荷運(yùn)行。運(yùn)行工況不佳的原因主要有以下幾個方面：空氣預(yù)熱器的工作條件惡劣。由于燃料中不但含有結(jié)晶的內(nèi)水份，而且?guī)в休^多的外水份，一般在8% ~12%雨季達(dá)15%以上，因此煙氣中含有一定量的水蒸汽。同時，燃料中還含有氧、氮、硫等元素，燃燒后會生成S2、S3、Nx、C2等氣體這些氣體在鍋爐尾部因溫度降低與水蒸汽凝結(jié)成化合物如硫酸等，況且，燃燒中含有灰粒，這些物質(zhì)不但易堵塞管子，而且易腐蝕管子。

　　煙氣流速的影響。從設(shè)計(jì)資料看，最佳經(jīng)濟(jì)流速Wy=9m/s~11.5m/s，但由于工業(yè)鍋爐運(yùn)行不穩(wěn)定，有些鍋爐長期在低負(fù)荷下運(yùn)行，實(shí)際測試空氣預(yù)熱器處的煙氣流速多為7m/s~9m/s，這不但降低了傳熱系數(shù)，而且管子中的煙氣起不到自身吹掃的作用，從而易使水蒸汽與有害氣體結(jié)合，同時又與灰粒結(jié)合粘附在管子內(nèi)壁，堵塞管子。

　　燃料特性的影響。工業(yè)鍋爐是以層燃爐為主，燃料中含有硫等有害物質(zhì)，燃燒后生成SOx氣體，隨氣體流經(jīng)各受熱部件，隨著煙溫降低，硫的氧化物氣體與煙氣中水蒸汽和氧結(jié)合，生成硫酸，易附在管子內(nèi)壁。由于四角溫度場比中間低，同時流速也比中間低，因此易堵塞。

　　介于以上原因，我公司曾對一臺10t/h鍋爐的空氣預(yù)熱器進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，將原設(shè)計(jì)Y40X1.5管子擴(kuò)大為Y51X3管子，保持外形尺寸不變，而管子總數(shù)減小，使煙氣流通截面積減少10%左右，以提高煙氣流速。鍋爐運(yùn)行四年后進(jìn)行檢查，四角管子堵塞不到10%，鍋爐出力較以前提高3 -種非金屬材料硼硅坡璃管空氣預(yù)熱器介紹我國早在60年代引進(jìn)國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在電廠燃油爐上試用臥式布置的玻璃管空氣預(yù)熱器，但當(dāng)時由于玻璃管材質(zhì)及管子與管板聯(lián)接密封及運(yùn)輸、安全碰碎等一系列問題不能解決，故暫被放棄。隨著科學(xué)的進(jìn)步，90年代重新在電廠和工業(yè)鍋爐上開始使用，上海、無錫等地已有幾家輔機(jī)廠制造玻璃管空氣預(yù)熱器，其效果比原來的立式鋼管空氣預(yù)熱器優(yōu)越得多，但由于玻璃管在檢修時易碎，另外制造廠不能組裝好出廠，工人經(jīng)驗(yàn)不足，運(yùn)輸、安裝時管子破碎率很高，達(dá)20%左右。再則GG17材質(zhì)硼硅玻璃管和聯(lián)接密封圈價格較貴，一臺同樣規(guī)格的空氣預(yù)熱器比網(wǎng)管式價格高20%~30%，而且使用壽命并不太長，因此限制了它的使用，但由于它有以下優(yōu)點(diǎn)，用戶零星改造仍可考慮使用。

　　260°C溫度下長期使用。

　　高溫下化學(xué)性穩(wěn)定，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氟化劑、有機(jī)液體對它均不起作用。

　　異常的潤滑性，它具有極低的動靜摩擦系數(shù)。

　�、缺砻娌徽承裕瑤缀跛�有粘性物質(zhì)均不粘。

　　膨脹系數(shù)大，熱態(tài)下密封性能好。

　　玻璃管空氣預(yù)熱器，煙道阻力比原來減小50Pa左右，鍋爐正壓燃燒的情況基本不存在，改善了鍋爐運(yùn)行狀況。

　　4結(jié)論工業(yè)鍋爐上采用空氣預(yù)熱器，可以提高爐膛溫度，利于燃料著火，促進(jìn)燃燒，提高燃燒效率。

　　同時還可以降低排煙溫度，減少排煙損失（q2），從而提高鍋爐熱效率。

　　立式鋼管空氣預(yù)熱器，在設(shè)計(jì)時應(yīng)把煙速取在推薦值的上限，或者將管徑相應(yīng)擴(kuò)大，才能防止和緩解管子堵塞。

　　玻璃管空氣預(yù)熱器有一系列優(yōu)點(diǎn)，由于安裝、運(yùn)輸、檢修易碎等原因限制了它的使用，但作為零星改造時，仍可加以考慮。