空气预热器(air pre-heater)就是锅炉尾部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前的空气预热到一定温度的受热面,是一种用于提高锅炉的热交换性能,降低能量消耗的设备。 空气预热器一般分为板式、回转式和管式三种。以回转式为例介绍了空气预热器的工作原理。大量未燃尽的可燃物会沉积在传热元件上可能空预器着火,因此对其着火原因进行了分析,并着火原因及应对措施进行了详细说明;还详细介绍了掉闸分析以及漏风治理。
以回转式空气预热器为例说明空气预热器的原理,在工作时会缓慢的旋转,烟气会进入空预器的烟气侧后再被排出,而烟气中携带的热量会为空预器中的散热片所吸收,之后空预器缓慢旋转,散热片运动到空气侧,再将热量传递给进入锅炉前的空气。空气预热器在锅炉中的应用多为三分仓式,附带有火警报警系统、间隙调整系统和变频控制系统。空气预热器的使用方便、操作简单、运行安全,并能提高锅炉系统的热交换性能,因此在烟气锅炉系统中有很普遍的使用。
改善并强化燃烧,经过余热器后的空气进入炉内,加速了燃料的干燥、着火和燃烧过程,了锅炉内的稳定燃烧,提高了燃烧效率。强化传热,由于炉内燃烧得到了改善和强化,加上进入炉内的热风温度提高,炉内平均温度水平也有提高,从而可强化炉内辐射传热。
减小炉内损失,降低排烟温度,提高锅炉热效率,由于炉内燃烧稳定,辐射热交换的强化,可以降低化学不完全燃烧损失;另一方面空气预热器利用烟气余热,进一步降低了排烟损失,因此提高了锅炉热效率。根据经验,当空气在预热器中升高1.5℃,排烟温度可以降低1℃.在锅炉烟道中安装空气预热器后,如果能把空气余热150-160℃,就可以降低排烟温度110-120℃,可将锅炉热效率提高7%-7.5%。可以节约燃料11%-12%。
回转式空气预热器的漏风是一个重要问题,应从设计、制造、安装和运行等方面采取措施,使其在热状态下动静组件之间保持合理的密封间隙。燃用高硫燃料时,管式和回转式预热器均易产生腐蚀和堵灰。防止的措施有:在空气进口处加装暖风器或采用热风再循环;采用低氧燃烧或掺烧添加剂,以减少烟气中SO2 气体的生成量;定期吹灰,以保持受热面清洁;受热面采用耐腐蚀的材料等。
大量未燃尽的可燃物沉积在传热元件上是空预器着火的必要条件,也是关键所在。空预器的传热元件由薄板组成,排列很密,单位体积受热面很高,在其下部金属温度低,低负荷运行时低,很容易积灰。在锅炉初调试阶段,在点火(油点火)以及长期低负荷运行的情况下(投油),因燃烧不完全,从炉膛带来的凝结油雾和未燃尽的可燃物堆积在空预器中层下部及冷端传热元件上,这是着火的根源。
空预器的着火常起源于中间层下部和冷端传热元件。从局部极小面积着火到大面积燃烧需要较长时间,通常需1~2h,有时更长。为了减少损失,就尽快判断是否着火。通常从空预器端点温度着手,有时通过空预器空气出口入的观察孔观测是否着火,如发现着火应立即关闭观察孔,着火严重时有烟气泄漏或明显辐射,烟囱冒黑烟。
空气预热器的其他问题,空气预热器的其他常见问题还有噪声和漏风。空气预热器处理振动问题时加装的防振隔板,对降低和消除空气预热器的噪音问题也有很大作用,而关于空气预热器的漏风问题,则需要从设计、运行等多个方面提高空气预热器的密封性。