空气预热器是利用锅炉排烟或其他高温烟气的余热,对进入炉膛前的空气进行预热的换热设备,属于锅炉尾部受热面的重要组成部分。它通过回收烟气中的热量来提高进入炉膛的空气温度,从而提升锅炉热效率、降低排烟热损失,是锅炉节能系统中的关键设备。

(1)换热元件:是实现热量传递的核心部件,管式预热器为钢管,回转式预热器为波纹蓄热板,热管式预热器为热管束,元件的材质与结构直接影响传热效率与使用寿命。
(2)壳体与密封结构:壳体用于分隔烟气侧与空气侧,防止两种气体混合,回转式预热器还需设置径向、轴向与环向密封装置,以减少漏风。
(3)传动装置:回转式预热器由电机、减速机和传动齿轮等组成,驱动转子以每分钟数转的速度缓慢旋转,实现周期性的吸热与放热。
(4)支撑与连接结构:包括管道支撑、框架、连接烟道与风道等,确保设备在运行中具有足够的强度与稳定性。
功能与优势:
(1)降低排烟热损失:通过回收烟气余热,显著降低排烟温度,减少锅炉排烟热损失,是提高锅炉热效率直接的手段之一。
(2)提高炉膛温度与燃烧效率:预热空气进入炉膛后,能够提高燃烧温度,加快燃料着火与燃尽过程,减少不全燃烧损失,改善燃烧稳定性。
(3)节约燃料:热效率的提升意味着在相同产热量下燃料消耗减少,具有显著的节能效益与经济价值。
(4)改善燃料适应性:对于高水分、低挥发分等难燃燃料,较高的空气温度有助于稳定着火和燃烧,扩大锅炉对燃料的适用范围。
空气预热器运行中的典型问题:
(1)腐蚀与积灰:烟气中的水蒸气和硫化物在低温壁面凝结,形成酸性腐蚀,同时烟气中的飞灰在换热面上沉积,造成传热效率下降和阻力增大。
(2)漏风问题:回转式预热器动静之间存在间隙,运行中会产生烟气侧向空气侧的泄漏,降低锅炉效率,密封失效是其主要故障之一。
(3)卡涩与堵塞:积灰严重或部件变形时,转子可能出现卡涩,甚至造成设备停转或损坏。
(4)低温腐蚀与堵灰协同作用:当壁面温度低于酸露点时,硫酸蒸气凝结并腐蚀金属,腐蚀产物与灰分结合形成坚硬的堵灰,进一步恶化运行状况。