影响锅炉回转式空气预热器运行的因素

摘 要：空气预热器是大型锅炉机组的重要组成部分，回转式空气预热器分具有结构紧凑、单位体积受热面积大，节约金属耗材的特点，因此在大型锅炉机组中的得到了广泛的应用。回转式空气预热器因为自身结构和自身的特点，运行中容易出现漏风及二次燃烧、磨损、积灰等问题，严重的会影响锅炉机组的安全运行。本文从回转式空热器构造及工作原理出发，分析了回转式空气预热器运行中影响因素。通过对这些影响因素的分析，希望可以给锅炉运行及设计人员一些启示，更好的改善这些问题，保证锅炉的安全正常运行。

关键词：回转式空气预热器；运行；二次燃烧

1、空气预热器的结构及原理

我国大型机组均采用回转式空气预热器，空气预热器由受热面旋转的转子回转式、转子回转式空气预热器，它是由转动的圆筒型转子和固定外壳组成。转子是受热面，它被分为许多仓格，里面装有蓄热板，扇形顶和底板将转子分为烟气通道和空气通道。当受热处于烟气侧时，蓄热板吸收烟气热量，并将热量积蓄起来，等到转至空气侧时，蓄热板再把储存的热量放给空气，自身温度降低。受热面不断旋转，热量便不断从烟气传给空气，空气得到加温，烟气得到冷却，这就是回转式空气预热器的工作原理。

2 影响空预器正常运行的因素

2.1 空气预热器漏风

外壳是其静止部件，运动部件是转子，回转式空气预热器主要由这两种动静部件组成，由于动静部件不能接碰么间就会存在有间隙，漏风化是通过这种缝隙为其渠道。漏风的主要动力就是因为空气和烟气之间存在压力差，空气侧压力要高很多，烟气侧压力却比较低，原因就是空气预热器处于锅炉中风道的进口和烟气的出口，进口压力最高，出口压力最低。漏风的其中一种直接漏风是由于压差作用于间隙造成的漏风。另一种漏风是由于转子内本身结构特定需要存在固有容积造成的漏风，即结构漏风，当转子旋转时，由于存在容积携带气体情况会有两侧气体相混合。分为结构漏风、直接漏风、间隙漏风三种。①结构漏风：结构漏风是空预器满足换热的固有漏洞，是其结构造成的固有特点。结构漏风量与转速和转子内容积成正比，如结构漏风量公式所示：

式中： ——结构漏风量，m3/s

D______为转子内径，m；

Y______为转子内金属所占容积份额

h______为转子高度，m

d______为中心通直径，m

n______为转子旋转速度，r/min

所以，在满足换热性能的前提下，换热器应该尽量在低转速下运行，这样做可降低换热器的结构漏风量。另外诸多实验己经证明在换热器转速在大于一定的数值的时候，提高转速对增加传热已经没有影响。值得一提的是增加y值即，即增加金属所占容积份额，也就是在转子内部应该尽量充满蓄热的波纹板不要留有太多的剩余空间，另外还需要降低转子高度h。②转子转动，外壳静止，动静之间，在回转式空气预热器工作时由于不能碰撞必然存在微小的间隙。③直接漏风：是空气預热器的主要漏风方式，结构漏风量相比么下占有的预热器总漏风量比例也就相对较少。空预器内部漏风就是由于间隙两侧的流体压力、温度和流速差异。

2.2 低温腐蚀

低温腐蚀一般讲来就是硫酸蒸汽的露点腐蚀，虽然说硫酸蒸汽气象时对金属没有腐蚀作用，但是一旦硫酸蒸汽和水蒸气在壁面上凝结形成硫酸溶液时就会对金属有剧烈的腐蚀作用。在电厂运行中烟气中水蒸气含量大约为8%-16%，纯水蒸汽的露点相对于硫酸蒸汽的凝结温度很低，只要烟气中只需要含有微量的硫酸蒸汽，露点就会明显提升。锅炉的排烟温度考虑到经济效益一般低于150℃，因此低温腐蚀一般发生温度最低的空气预热器出口位置。低温腐蚀最严重后果造会成预热器转子板面金属的破裂穿孔，低温烟气侧会泄漏进大量的一二次风，致使锅炉送风不足氧气过量系数不足，相应的就会使炉、炉膛内部燃烧不充分，锅炉效率急剧降低，同时腐蚀加重积灰，造成烟道阻力增大，引风机风力不足支持正常燃烧，锅炉的安全、经济运行受到严重影响。

2.3磨损

当燃料是固体燃料时，高速的烟气中会携带可观的飞灰和烧结灰碎片进入对流受热面，由于两相流流速高，飞灰就会高流速冲击受热面管壁，因此造成对流受热面冲刷碰撞磨损。如果在受热面传热效果不好温度太低，致使烟温下降，飞灰硬化，加上飞灰流速很快，就会更容易碰撞接触发生磨损，严重的会造成破裂。受热面受到烟气携带物的冲击碰撞可按冲击方向分两种：第一种是法向撞击，第二种是斜向撞击：前一种由于直接冲向壁面引起撞击磨损，后一种力可正交分解成平行于受热面的切向力和平行截面法向量的垂直力。切向力会引起摩擦磨损，垂直力则引起撞击磨损。由于灰粒大部分都是斜向撞击受热面，所W来讲觉热面既会受撞击磨损，又会受摩擦磨损，冲击角a决定了这两者的大小，计算可得到，当a在30°到50°之间的时候，磨损就会变得最为严重。

2.4空预器堵灰

堵灰就是当换热元件壁温低于酸露点时，硫酸蒸汽在壁面上凝结形成酸液，酸液粘附烟气中的飞灰，由此导致换热器流动通道被堵塞。堵灰和低温腐蚀是空预器中相互影响成恶性循环的问题，积灰腐蚀相互加剧、影响，最终导致换热器堵灰。锅炉运行过程中由于气体流速较快燃煤锅炉炉膛的飞灰不可避免地会被携带进入对流换热通道内，由此便会在对流受热面上积灰。由于烟气在这些部位的温度低于煤灰的软化温度，所W沉积物大多W固态飞灰颗粒堆积形成，可能会少部分粘滞在换热器的表面外。积灰、堵灰的存在对锅炉的正常运行经常会带来一系列不利影响。

3 结语

回转式空气预热器的设备运行状况不同，存在影响运行的原因也不同。如何减少这些因素的影响，应是火力发电厂不断探索并加以解决的问题，通过不断的经验积累和改良，取得了显著的成效，这些经验可为有同类设备的单位提供参考。

参考文献：

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作者简介：

陈涛（1978.10）男，汉族，东北电力大学，火电厂集控运行专业，大专，从事锅炉检修管理工作。