空氣預(yù)熱器介紹

空氣預(yù)熱器的作用空氣預(yù)熱器是利用鍋爐尾部煙道煙氣余熱來加熱燃料燃燒所需空氣的一種熱交換器。其主要作用如下：降低排煙溫度，提高鍋爐效率。改善燃料的著火與燃燒條件，降低不完全燃燒損失。節(jié)約金屬，降低造價。提高燃燒空氣溫度后，爐膛平均溫度升高，強化了爐內(nèi)輻射傳熱，在同樣蒸發(fā)量的條件下，水冷壁可以布置的少一點。降低煙氣溫度，改善引風(fēng)機工作條件。采用熱風(fēng)作干燥劑有利于制粉系統(tǒng)的正常工作。當(dāng)前1頁，總共53頁?？諝忸A(yù)熱器的分類空氣預(yù)熱器傳熱式蓄熱式管式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器受熱面回轉(zhuǎn)式風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式傳熱式預(yù)熱器中熱量通過受熱面由煙氣傳給空氣，煙氣和空氣各有自己通路。

蓄熱式預(yù)熱器中煙氣和空氣相互交替流經(jīng)受熱面，當(dāng)煙氣通過受熱面時，熱量由煙氣傳給受熱面金屬，并被金屬蓄積起來，然后使空氣通過受熱面，金屬就將蓄積的熱量傳遞給空氣。受熱面每旋轉(zhuǎn)一周完成一個熱交換過程。

當(dāng)前2頁，總共53頁。項目管式預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器布置方式在鍋爐尾部煙道單獨布置在鍋爐后部結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)簡單、體積龐大結(jié)構(gòu)復(fù)雜、緊湊運行特性金屬管壁溫度較低；漏風(fēng)量少金屬溫度高；漏風(fēng)量大管式預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器的比較當(dāng)前3頁，總共53頁。管式空氣預(yù)熱器管式空預(yù)器的結(jié)構(gòu)：由管箱、連通風(fēng)罩、導(dǎo)流板、墻板及密封裝置等組成。管箱由普通鋼管和上、下管板組成，管子的兩端分別焊接在上、下管板上。當(dāng)前4頁，總共53頁。當(dāng)前5頁，總共53頁。當(dāng)前6頁，總共53頁。管式空氣預(yù)熱器為了能使空氣多次交叉流動，實現(xiàn)逆流傳熱，在管箱內(nèi)可加裝中間管板。空預(yù)器運行過程中管箱、外殼及鍋爐鋼架由于溫度和材料不同，膨脹量不同。為了保證上述部件能相對移動和連接處的密封，在各部件間裝有薄鋼板制成的波形膨脹節(jié)。工作過程：工作時，煙氣自上而下在管內(nèi)縱向流過，空氣在管外橫向沖刷，煙氣的熱量通過管壁連續(xù)傳給空氣。當(dāng)前7頁，總共53頁。管式空氣預(yù)熱器布置：按進風(fēng)方式可分為單面進風(fēng)和雙面進風(fēng)；按空氣流程可分為單通道和多通道。通道數(shù)越多，越接近逆流傳熱，越能得到良好的傳熱效果，但會造成流動阻力增大。為了得到較大的傳熱溫差，又不使空氣流速過大，常采用多道多面進風(fēng)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)前8頁，總共53頁。管式空氣預(yù)熱器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝、檢修方便，工作可靠。運行中漏風(fēng)量少。缺點：體積大，金屬消耗量大，大型鍋爐尾部受熱面不好布置。運行中金屬壁溫低，空氣進口處易發(fā)生低溫腐蝕。當(dāng)前9頁，總共53頁?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器分為受熱面回轉(zhuǎn)式和風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式。近年投運的大容量機組多采用受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器當(dāng)前10頁，總共53頁?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器當(dāng)前11頁，總共53頁。當(dāng)前12頁，總共53頁。受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)：由外殼、轉(zhuǎn)子、傳動裝置、密封裝置組成。外殼一般由多邊形筒體、上下端板和上下扇形板等組成。上下端板上都留有煙風(fēng)道的開孔，并與煙道、風(fēng)道相連接。對于二分倉受熱面回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器，轉(zhuǎn)子橫截面被扇形板分隔成煙氣和空氣兩個流通區(qū)。由于煙氣的容積流量比空氣大，煙氣區(qū)占50%左右，空氣區(qū)占30~40%左右，其余為扇形板密封區(qū)。當(dāng)鍋爐采用冷一次風(fēng)機制粉系統(tǒng)時，空預(yù)器采用三分倉結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子橫截面被扇形板分隔成煙道、一次風(fēng)和二次風(fēng)三個流通區(qū)。當(dāng)前13頁，總共53頁。當(dāng)前14頁，總共53頁。受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子是裝載傳熱元件并能旋轉(zhuǎn)的圓柱形部件，主要包括中心筒、外圓筒、軸、隔板和傳熱元件。中心筒與外圓筒之間從上到下用隔板沿徑向以轉(zhuǎn)子圓心角15或30度等分成24或12個互不相通的獨立扇形部分，每個扇形部分再用切向隔板分隔成若干個扇形倉格，倉格內(nèi)裝滿了波浪形薄鋼板和定位板傳熱元件。當(dāng)前15頁，總共53頁。受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器為了增強氣流的擾動同時又不使氣流阻力過大，波形板的斜紋應(yīng)與氣流成30度角。為了防止低溫段堵灰和積灰，在低溫段波形板的波形被放大，定位板則采用平板結(jié)構(gòu)。當(dāng)前16頁，總共53頁。當(dāng)前17頁，總共53頁。當(dāng)前18頁，總共53頁。受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)及密封裝置：回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器的轉(zhuǎn)子與靜止的外殼之間總是存在一定的間隙，由于預(yù)熱器內(nèi)的空氣區(qū)呈正壓，而煙氣區(qū)為負(fù)壓，就導(dǎo)致一部分空氣通過交界處的間隙而漏到煙氣中去，這種經(jīng)動靜之間間隙的漏風(fēng)稱為間隙漏風(fēng)。對于三分倉空氣預(yù)熱器，它不但有空氣區(qū)與煙氣區(qū)之間的間隙漏風(fēng)，還有一次風(fēng)倉與二次風(fēng)倉之間漏風(fēng)。此外，外界的空氣也可以通過轉(zhuǎn)軸和機殼之間的間隙漏入煙氣區(qū)。當(dāng)回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器工作時，隨著轉(zhuǎn)子不斷旋轉(zhuǎn)，不可避免的要將存在轉(zhuǎn)子容積中的空氣攜帶到煙氣中去，同時也有一些煙氣隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而被帶入空氣區(qū)，這種被旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子容積所攜帶的漏風(fēng)，稱為攜帶漏風(fēng)。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越快，攜帶的漏風(fēng)量相應(yīng)也越大。當(dāng)前19頁，總共53頁。受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器攜帶漏風(fēng)量一般很少，不會超過1%。設(shè)計、安裝良好的回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器間隙漏風(fēng)量一般為8%~10%，漏風(fēng)嚴(yán)重時可達20%~30%。為了減小漏風(fēng)，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器均裝有密封裝置，主要有徑向密封、軸向密封、和旁路密封。當(dāng)前20頁，總共53頁。受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器當(dāng)前21頁，總共53頁。受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器徑向密封：由熱端扇形板與熱端徑向密封片、冷端扇形板與冷端徑向密封片組成。防止二次風(fēng)沿轉(zhuǎn)子的上、下端面通過徑向間隙漏到煙氣區(qū)或一次風(fēng)沿轉(zhuǎn)子的上、下端面通過徑向間隙漏到煙氣區(qū)和二次風(fēng)區(qū)。徑向密封片隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，徑向密封裝置的密封區(qū)域，對于熱端而言即為扇形板密封面下表面與它所覆蓋的密封片所形成的區(qū)域；對于冷端而言，就是下扇形板的上表面與密封片相接壤的區(qū)域。密封區(qū)內(nèi)密封片的數(shù)量直接影響預(yù)熱器的徑向漏風(fēng)量，密封片數(shù)量越多相應(yīng)的漏風(fēng)量越小。當(dāng)前22頁，總共53頁。熱端徑向密封片冷端徑向密封片當(dāng)前23頁，總共53頁。當(dāng)前24頁，總共53頁。當(dāng)前25頁，總共53頁。當(dāng)前26頁，總共53頁。受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器環(huán)向密封：分為外環(huán)向密封和內(nèi)環(huán)向密封兩種。外環(huán)向密封是防止空氣通過轉(zhuǎn)子外圓筒的上、下端面漏入轉(zhuǎn)子外圓筒與外殼之間的空隙而旁路轉(zhuǎn)子，再沿這個空隙漏向煙氣側(cè)。內(nèi)環(huán)向密封是防止空氣通過軸的上、下端面漏入煙氣通道。當(dāng)前27頁，總共53頁。當(dāng)前28頁，總共53頁。外環(huán)形密封元件裝在轉(zhuǎn)子冷、熱端面的整個外側(cè)圓周上，由旁路密封片和T形鋼組成，T形鋼連接在轉(zhuǎn)子外圓周的角鋼上，旁路密封片由螺栓固定在轉(zhuǎn)子外圓的靜止部位。運行時T形鋼與轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動，而旁路密封片靜止不動。外環(huán)向密封裝置當(dāng)前29頁，總共53頁。熱端外環(huán)向密封當(dāng)前30頁，總共53頁。冷端外環(huán)向密封當(dāng)前31頁，總共53頁。受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器軸向密封裝置：軸向密封的作用是當(dāng)外環(huán)向密封不嚴(yán)密時，防止空氣通過轉(zhuǎn)子外圍板與外殼間的空隙漏入煙氣側(cè)。軸向密封裝置由軸向密封片與軸向密封板組成。軸向密封片固定在轉(zhuǎn)子外圓管的徑向倉隔板上，從熱端到冷端，沿著整個轉(zhuǎn)子的高度（即軸向）裝設(shè)?？烧{(diào)軸向密封板裝于主支座板的內(nèi)側(cè)，與扇形板外側(cè)端相齊平，從熱端延伸到冷端。

當(dāng)前32頁，總共53頁。當(dāng)前33頁，總共53頁。受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器傳動裝置：圍帶傳動和中心傳動中心傳動布置簡便、不使用成本較高的圍帶、轉(zhuǎn)子設(shè)計簡單、軸向泄漏相對較小。但對運行密封副阻力敏感，容易卡阻。圍帶傳動安全裕量大，檢修方便，減速箱總減速比小，不必使用低效蝸輪傳動。預(yù)熱器減速箱有三根輸入軸，能接受主馬達/輔馬達/空氣馬達的動力，保證在沒有電源時也能維持一段時間轉(zhuǎn)動。預(yù)熱器的啟動有變頻和液力偶合器兩種保護方式。都能實現(xiàn)減小啟動轉(zhuǎn)子慣性矩對馬達的沖擊，實現(xiàn)無級調(diào)速。變頻器啟動階段節(jié)能；備件成本較高；在預(yù)熱器出現(xiàn)異常阻力上升時不能起作用。液力偶合器啟動時耗能較多；運行時要定期檢查油位；轉(zhuǎn)動異常時能自動響應(yīng)。當(dāng)前34頁，總共53頁。輔電機減速箱液力偶合器主電機氣馬達圍帶傳動裝置簡圖當(dāng)前35頁，總共53頁。圍帶傳動當(dāng)前36頁，總共53頁?？諝怦R達當(dāng)前37頁，總共53頁。受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器熱變形運行過程中，熱端溫度高，冷端溫度低，轉(zhuǎn)子熱端膨脹量大于冷端膨脹量，發(fā)生“蘑菇狀”變形。當(dāng)前38頁，總共53頁。尾部受熱面積灰積灰是煙氣中的飛灰沉積在受熱面上的現(xiàn)象。包括松散性積灰和低溫黏結(jié)性積灰。松散性積灰：煙氣攜帶飛灰流經(jīng)受熱面時，部分灰粒沉積在受熱面上形成。呈干松狀，易于清除。低溫黏結(jié)灰。煙氣中的硫酸蒸汽在低溫受熱面上凝結(jié)，將灰粒黍聚而形成。不易清除。當(dāng)前39頁，總共53頁。尾部受熱面積灰積灰的危害：傳熱惡化，排煙溫度升高，排煙損失增大，鍋爐效率降低。積灰堵塞煙道，流動阻力增加，電耗增大；嚴(yán)重時堵塞流通截面，降低鍋爐出力，甚至被迫停爐清灰。積灰后會促使受熱面金屬產(chǎn)生低溫腐蝕。積灰增加煙道阻力，導(dǎo)致引風(fēng)機工作異常。當(dāng)前40頁，總共53頁。當(dāng)前41頁，總共53頁。尾部受熱面積灰積灰的影響因素：煙速的影響。煙速小于2.5~3m/s，迎風(fēng)面易積灰，大于8~10m/s則不會積灰。設(shè)計額定煙速不低于6m/s。飛灰顆粒度的影響。微小顆粒容易沉積，大顆粒不易沉積。管束結(jié)構(gòu)的影響。管束順列布置時，從第二排開始，管子迎風(fēng)面及背面處于旋渦區(qū)，會嚴(yán)重積灰。錯列布置時，迎風(fēng)面及背風(fēng)面均受到?jīng)_刷，不易積灰。受熱面金屬溫度的影響。溫度太低，水蒸氣和硫酸蒸汽易凝結(jié)，形成低溫黏結(jié)性積灰。當(dāng)前42頁，總共53頁。尾部受熱面積灰減輕積灰的措施：設(shè)計時采用足夠高的煙速，但也不能過高，否則會使磨損加劇。正確設(shè)計和布置吹灰器，合理吹灰。當(dāng)前43頁，總共53頁。尾部受熱面磨損攜帶固態(tài)灰粒的流動煙氣，流經(jīng)受熱面時，灰粒對受熱面的每次撞擊都會削去微小的金屬屑，這種現(xiàn)象稱為飛灰磨損。垂直撞擊力引起撞擊磨損，斜向撞擊的切向力引起摩擦磨損。飛灰磨損易發(fā)生在煙速高和飛灰濃度較大的地方。飛灰對受熱面的磨損是不均勻的。飛灰磨損的危害：受熱面管子磨損，強度下降，引起管子泄漏事故。當(dāng)前44頁，總共53頁。尾部受熱面磨損影響磨損的因素：煙氣流速：管子的磨損和煙速的三次方成正比。飛灰濃度：飛灰濃度大，磨損嚴(yán)重。氣流轉(zhuǎn)彎、煙氣走廊等局部地方飛灰濃度高，磨損嚴(yán)重?；伊Ｌ匦裕夯伊Ｔ酱帧⒃接?，撞擊與切削作用越強，磨損越嚴(yán)重。沒煙氣流向，溫度降低，灰粒變硬，磨損加重。管束結(jié)構(gòu)特性：煙氣縱向沖刷較橫向沖刷磨損輕，錯列的第二排、順列的第五排磨損較嚴(yán)重。運行中的因素：鍋爐超負(fù)荷運行時，飛灰濃度及煙氣流速增大；煙道漏風(fēng)造成煙速增大，均會造成磨損加重。當(dāng)前45頁，總共53頁。尾部受熱面磨損減輕磨損的措施：正確選擇煙氣流速，盡量減小速度分布不均勻。在受熱面管子易磨損的部位加裝防磨保護裝置。在管子外表面搪瓷或涂防磨涂料。在回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器上層蓄熱板采用耐磨材料。運行中盡量避免超負(fù)荷，及時查堵漏風(fēng)。當(dāng)前46頁，總共53頁。當(dāng)前47頁，總共53頁。