热管空气预热器性能

1、安装方便：热管烟气余热回收装置的安装不需要对原锅炉或工业窑炉进行改动。

2、安装可靠：热管烟气余热回收装置可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开，在运行过程中单根热管损坏不影响热管换热器运行及整体换热效果。用在易燃、易爆、腐蚀性强的流体换热场合具有更高的可靠性。

3、体积小、占地少:热管烟气余热回收装置结构紧凑，传热效率高，热管的冷、热侧均可根据需要采用缠绕翅片来增加传热面积。

4、抗腐蚀、积灰少：热管烟气余热回收装置在设计时单根热管蒸发段的翅片螺距已作调整，以调节热管的传输功率，从而控制热管壁温，防止酸露点腐蚀，积灰少。

5、使用寿命长：热管式烟气余热回收装置使用寿命10年以上，需维护简单成本低。

热管空气预热器应用于锅炉，可将锅炉进风温度提高150℃以上，预热空气温度的提高有利于炉膛内燃料的充分燃烧，炉膛温度大幅度提高，燃料使用量相应减少，锅炉热效率提高7%以上，节能经济效益相当显著。

热管式空气预热器采用重置放置形式，烟气和空气反向水平流动形成气—气换热，最大限度提高烟气换热效率。热管式空气预热器由箱体、热管束、中间隔板组成。箱体分为两侧：一侧流体为烟气，一侧流体为空气。热管空气预热器充分利用热管传热速度快、传热效率高的特点，有效克服了气体间换热时换热系数不高的问题。热管两端的外壁传热面积利用翅片可作适度扩展，这样处理，不仅强化了管外传热，也有效地减少了换热器的体积和重量，节约了金属耗材，可以得到一个高性价比的换热器。同时，通过调整热管加热侧和放热侧的热流密度，改变加热侧和放热侧的传热面积，可有效避免流体对换热管的酸露点腐蚀，提高设备使用寿命。

内 容 提 要

本书论述和介绍了各类空气预热器――对流式空气预热器、辐射式

空气预热器、热管空气预热器、蓄热式空气预热器和陶瓷空气预热器

的工作原理、结构特点、热工性能以及它们的设计原则、方法和计

算。书中还提供了许多有关的设计资料、计算图表和计算机程序，并

列举有详细的计算实例。

低温粘结灰(1)提高受热面的温度

设法提高空气预热器受热面的温度是防止烟气在受热面上结露、避开低温腐蚀和减缓空气预热器沾污的最有效手段之一。热风再循环、加暖风器、燃料脱硫和采用前置式热管空气预热器等方法均可减轻积灰。国内外的锅炉制造厂根据实践经验总结出了不同燃烧方式时，受热面允许的最低温度和燃料含硫量的关系曲线，如图1和图2所示。

图1（1-煤粉炉；2-烟煤抛煤护；3-燃油炉；4-烟煤链条炉或下饲式炉(对于不含硫的无烟煤及天然气，最低允许壁温为70℃)）中：①无烟煤煤粉炉的最低允许温度为65℃；②采用炉排燃烧的锅炉，最低允许温度较煤粉炉增加11℃。只要受热面在任何工况和季节条件下，均保持受热面壁温不低于图1中允许值，受热面的低温腐蚀和积灰将相对较轻。在锅炉启动或停炉时，采用热风再循环或者投入暖风器，也可以将两种方式结合使用，根据国内外经验，可以有效地减轻腐蚀和积灰。图2（1-低挥发分烟煤煤粉炉；2-高挥发分烟煤煤粉炉；3-不含钒重油炉；4-燃气炉；5-含钒重油炉(灰中V₂O₅含量在35%以上)）为采用10%热风再循环时，回转式空气预热器沾污明显减轻的情况。因此，只要将空气预热器进口空气温度提高到80～100℃，受热面的沾污和腐蚀问题则可基本解决。

低温粘结灰(2)空气预热器的吹灰

空气预热器可以用蒸汽或压缩空气吹灰。吹灰介质中的水分在吹灰时将会引起空气预热器积灰加重，实际运行中发现比不吹灰时积灰更严重。运行实践证明，用湿蒸汽吹灰的受热面，每隔数月就需要用水冲洗一次。当改用过热蒸汽吹灰后，可长达3年不需用水冲洗空气预热器。在锅炉冷态启动期间，为减少空气预热器受热面的沾污，只有当吹灰蒸汽高于300℃时才允许投入吹灰器。对采用玻璃管的管式空气预热器，其吹灰蒸汽温度要低于425℃，蒸汽压力为1 MPa。当锅炉白产蒸汽温度不能满足上述条件时，可采用启动锅炉的蒸汽作为吹灰介质，否则不能投入吹灰器。投入吹灰器前，汽源和蒸汽管道应先疏水，保证介质完全干燥。

对采用压缩空气吹灰的锅炉，压缩空气应经脱水，否则可能引起受热面沾污。在锅炉启动期间，只有当空气预热器的受热面被加热至某一规定的温度水平之后，才能投入空气吹灰器。否则可能发生由于吹灰引起的受热面过度冷却，严重时，会造成回转式空气预热器转子变形而使漏风量增加，并可能造成水蒸汽凝结而使受热面沾污加重。一般要求空气出口温度达150℃时，才允许投入空气吹灰器。

低温粘结灰(3)空气预热器的水冲洗

回转式空气预热器的冷端和热端均装有固定式多喷嘴水冲洗装置，该装置即可装在空气侧，也可以装在烟气侧。水冲洗一般在锅炉停炉检修期间进行，在转速降至0.25 r/rain条件下冲洗60 h后，可将灰沉积物冲洗干净。

运行状态下的玻璃管空气预热器，可以用90℃左右的软化水进行冲洗，并保持受热面与水之间的温度差小于100℃。对回转式空气预热器，也可以在锅炉降负荷条件下，解列其中一台回转式空气预热器，进行冲洗。此时，可利用尾部烟道中的挡板，将一台空预器隔开，降低转速后，进行冲洗。冲洗完毕后，用同样方法对另一台空气预热器进行冲洗。对管式空气预热器也可以用此法进行清洗。 2100433B

为进一步提高低挥发份无烟煤燃烧技术水平，国家经委将改进燃烧试验研究列入“七五”国家节能重点科技项目。永安火电厂以5号410吨/小时固态排渣炉作为攻关试验炉。该厂与清华大学、东南大学、华中理工大学、省电力试验研究所等单位密切合作，通过推广应用“六五”攻关成果，进行大速差直流预燃筒，新型预燃筒试验应用，大口径、小流量新型油枪的研制，采用热管空气预热器等措施，使5号炉的燃烧效率从攻关前83.7%提高到86.97%，助燃油耗率从22.2克/千瓦时下降到14.6克/千瓦时。经1986年1月至1989年5月试验，实际节约助燃油1.22万吨，标准煤7.72万吨，年平均攻关经济效益530万元。1989年11月30日，由能源部组织的技术鉴定委员会对攻关成果进行鉴定，认为攻关项目全面完成了合同规定的技术经济指标，在燃用低挥发份无烟煤的四角燃烧锅炉上，进行了创造性的劳动，其燃烧技术达到的经济性具有国际先进水平。1990年获能源部科技进步三等奖。

1990年该厂加强设备管理，改善燃煤质量，全厂主设备完好率100%，其中一类设备占75%；辅助设备完好率98.8%，其中一类设备占92.7%，实现连续安全生产375天的最高记录。每千瓦时供电煤耗率、发电油耗率分别为469克和26克，均创历史最好水平。至1990年底，该厂累计发电165.22亿千瓦时，节约标准煤14.38万吨，助燃油6.6万吨。