熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計與應(yīng)用

熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計與應(yīng)用一、本文概述隨著能源需求的日益增長和環(huán)保要求的不斷提高，熱管式空氣預(yù)熱器作為一種高效、節(jié)能的換熱設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)和能源利用領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。本文旨在全面介紹熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計原理、結(jié)構(gòu)特點、性能優(yōu)勢以及實際應(yīng)用情況。文章首先將對熱管式空氣預(yù)熱器的基本概念進(jìn)行闡述，包括其工作原理、主要組成部分以及與傳統(tǒng)預(yù)熱器的區(qū)別。接著，文章將詳細(xì)介紹熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計過程，包括熱管的選擇、換熱器的布局、流體的流動特性等方面的內(nèi)容。文章還將對熱管式空氣預(yù)熱器的性能進(jìn)行評估，包括其傳熱效率、熱阻、壓力損失等關(guān)鍵參數(shù)的分析和比較。文章將結(jié)合實際案例，探討熱管式空氣預(yù)熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的實際應(yīng)用效果，以及其在節(jié)能減排、提高能源利用效率等方面的重要作用。通過本文的介紹，讀者可以對熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計與應(yīng)用有更加深入的了解，為其在實際工程中的應(yīng)用提供參考和借鑒。二、熱管式空氣預(yù)熱器的基本原理熱管式空氣預(yù)熱器是一種高效的熱交換設(shè)備，其基本原理主要基于熱管的獨特?zé)醾鲗?dǎo)性能。熱管是一種具有極高導(dǎo)熱性能的管狀元件，它能夠在極短的時間內(nèi)將熱量從一端傳遞到另一端，而不需要依賴外部熱源或冷源。這一特性使得熱管在熱能工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。在熱管式空氣預(yù)熱器中，熱管被用作主要的熱交換元件。當(dāng)高溫?zé)煔馔ㄟ^熱管的外壁時，熱量被迅速傳遞到熱管內(nèi)部的工作流體中。工作流體在熱管的蒸發(fā)段吸收熱量后，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，然后流向冷凝段。在冷凝段，工作流體將吸收的熱量釋放給進(jìn)入預(yù)熱器的低溫空氣，同時自身由氣態(tài)冷凝為液態(tài)。液態(tài)的工作流體再通過重力或外部驅(qū)動力回到蒸發(fā)段，從而形成一個封閉的循環(huán)回路。通過這種循環(huán)過程，熱管式空氣預(yù)熱器能夠有效地將高溫?zé)煔獾臒崃總鬟f給低溫空氣，實現(xiàn)煙氣的降溫和空氣的預(yù)熱。這種預(yù)熱方式不僅提高了系統(tǒng)的熱效率，降低了排煙溫度，還有助于減少能源消耗和環(huán)境污染。同時，熱管式空氣預(yù)熱器還具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、維護(hù)方便等優(yōu)點，因此在各種工業(yè)鍋爐和熱力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。熱管式空氣預(yù)熱器還可以通過調(diào)整熱管的結(jié)構(gòu)和布置方式，以適應(yīng)不同的工作條件和熱負(fù)荷需求。例如，可以通過改變熱管的長度、直徑和布置密度等參數(shù)，來提高預(yù)熱器的傳熱效率和穩(wěn)定性。同時，還可以根據(jù)實際應(yīng)用情況選擇合適的工作流體和材料，以確保預(yù)熱器的長期穩(wěn)定運行和高效性能。三、熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計是一個復(fù)雜且精細(xì)的過程，它涉及到熱力學(xué)、流體力學(xué)、材料科學(xué)等多個領(lǐng)域的知識。設(shè)計過程中，需要充分考慮到設(shè)備的工作環(huán)境、熱負(fù)荷、熱效率、設(shè)備壽命、成本等多個因素。設(shè)計之初，我們需要明確預(yù)熱器的設(shè)計參數(shù)，如進(jìn)口空氣溫度、出口空氣溫度、空氣流量、工作壓力等。這些參數(shù)直接決定了預(yù)熱器的規(guī)模和性能。選擇合適的熱管材料是至關(guān)重要的。熱管材料需要具備高的導(dǎo)熱性、良好的耐腐蝕性和較高的機械強度。同時，熱管的形狀、尺寸和布置方式也需要根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境和熱負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以保證熱管的高效傳熱。預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計也是關(guān)鍵。我們需要根據(jù)設(shè)備的運行環(huán)境和使用需求，設(shè)計出合理的結(jié)構(gòu)形式，確保設(shè)備的穩(wěn)定運行和高效傳熱。這包括熱管的支撐結(jié)構(gòu)、密封結(jié)構(gòu)、檢修結(jié)構(gòu)等。在設(shè)計過程中，我們還需要進(jìn)行詳細(xì)的熱力計算和強度校核。熱力計算可以幫助我們確定預(yù)熱器的熱效率、熱負(fù)荷分布等關(guān)鍵參數(shù)，為設(shè)備的設(shè)計和運行提供重要依據(jù)。強度校核則可以確保設(shè)備在各種工況下都能安全穩(wěn)定運行。我們還需要對設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。通過數(shù)值模擬、實驗研究等手段，對預(yù)熱器的性能進(jìn)行評估和優(yōu)化，進(jìn)一步提高設(shè)備的傳熱效率和運行穩(wěn)定性。熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計是一個綜合性強、技術(shù)要求高的過程。我們需要在充分理解設(shè)備工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際情況，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，以滿足用戶的使用需求。四、熱管式空氣預(yù)熱器的應(yīng)用熱管式空氣預(yù)熱器作為一種高效、節(jié)能的設(shè)備，在多個領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。在電力工業(yè)中，熱管式空氣預(yù)熱器被廣泛應(yīng)用于燃煤電站鍋爐的尾部煙氣余熱回收。通過利用煙氣的余熱，預(yù)熱進(jìn)入鍋爐的空氣，不僅提高了鍋爐的熱效率，降低了排煙溫度，還減少了熱量損失，從而實現(xiàn)了能源的有效利用。在化工、冶金、建材等行業(yè)中，熱管式空氣預(yù)熱器也發(fā)揮著重要作用。這些行業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的高溫廢氣，通過熱管式空氣預(yù)熱器對這些廢氣進(jìn)行熱回收，可以將廢氣中的熱量傳遞給進(jìn)入系統(tǒng)的空氣，從而實現(xiàn)能源的二次利用，提高整體能源利用效率。熱管式空氣預(yù)熱器還在一些特殊場合中得到應(yīng)用。例如，在寒冷地區(qū)，利用熱管式空氣預(yù)熱器對進(jìn)入建筑物的空氣進(jìn)行預(yù)熱，可以提高建筑物的保溫效果，降低能耗。同時，在一些需要高溫空氣的工藝流程中，熱管式空氣預(yù)熱器也可以提供穩(wěn)定、可靠的高溫空氣源。熱管式空氣預(yù)熱器以其高效、節(jié)能、環(huán)保的特點，在多個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著科技的不斷進(jìn)步和環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，熱管式空氣預(yù)熱器的應(yīng)用前景將更加廣闊。未來，我們期待通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化，進(jìn)一步提高熱管式空氣預(yù)熱器的性能和應(yīng)用效果，為推動可持續(xù)發(fā)展和綠色生產(chǎn)做出更大的貢獻(xiàn)。五、熱管式空氣預(yù)熱器的問題與挑戰(zhàn)盡管熱管式空氣預(yù)熱器在多個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，并且?guī)砹孙@著的能效提升，但它仍然面臨一些問題和挑戰(zhàn)。設(shè)計復(fù)雜性：熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計涉及熱力學(xué)、流體力學(xué)、材料科學(xué)等多個領(lǐng)域的知識，這增加了設(shè)計的復(fù)雜性。設(shè)計過程中需要仔細(xì)考慮熱管的布局、材料選擇、熱交換效率等因素，以確保預(yù)熱器能在各種工作條件下穩(wěn)定運行。維護(hù)成本：由于熱管式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其維護(hù)成本相對較高。例如，熱管的清潔和更換需要專業(yè)知識和技能，這增加了維護(hù)的難度和成本。熱管在長期運行過程中可能會出現(xiàn)磨損和老化，需要定期檢查和更換。熱應(yīng)力問題：熱管式空氣預(yù)熱器在工作過程中，由于熱管內(nèi)外溫差較大，可能會產(chǎn)生熱應(yīng)力。熱應(yīng)力可能導(dǎo)致熱管變形、開裂甚至失效，從而影響預(yù)熱器的性能和使用壽命。環(huán)境適應(yīng)性：熱管式空氣預(yù)熱器在不同的環(huán)境條件下性能可能會有所變化。例如，在極端的氣候條件下，熱管的熱傳遞效率可能會受到影響。如何提高預(yù)熱器的環(huán)境適應(yīng)性是一個需要解決的問題。經(jīng)濟(jì)性與成本效益：雖然熱管式空氣預(yù)熱器在能效提升方面有顯著優(yōu)勢，但其制造成本和維護(hù)成本相對較高。這使得一些小型或經(jīng)濟(jì)能力有限的用戶可能無法承受其高昂的成本。如何在保持性能的同時降低制造成本和維護(hù)成本，提高預(yù)熱器的經(jīng)濟(jì)性和成本效益，是一個需要面臨的挑戰(zhàn)。熱管式空氣預(yù)熱器在應(yīng)用過程中仍然面臨一些問題和挑戰(zhàn)。為了推動其更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，需要進(jìn)一步研究和解決這些問題。六、結(jié)論與展望經(jīng)過對熱管式空氣預(yù)熱器的深入研究和應(yīng)用實踐，我們可以清晰地看到其在熱力系統(tǒng)和燃燒設(shè)備中的巨大潛力與價值。這種預(yù)熱器設(shè)計憑借其高效的熱傳導(dǎo)性能、出色的穩(wěn)定性和長久的使用壽命，為熱力工業(yè)領(lǐng)域帶來了新的變革。結(jié)論部分，熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計成功實現(xiàn)了高效熱回收，降低了排煙溫度，提高了鍋爐效率，減少了能源消耗。同時，其緊湊的結(jié)構(gòu)和靈活的布局方式使得其在各種復(fù)雜環(huán)境中都能得到廣泛的應(yīng)用。更重要的是，通過熱管技術(shù)的運用，有效地避免了傳統(tǒng)預(yù)熱器可能遇到的積灰、腐蝕等問題，大大提升了設(shè)備的可靠性和耐久性。展望未來，隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格和能源利用效率的不斷提升，熱管式空氣預(yù)熱器將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。我們期待通過進(jìn)一步的研究和創(chuàng)新，不斷優(yōu)化其設(shè)計，提升其性能，為熱力工業(yè)的高效、清潔、可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。同時，我們也期待與更多的行業(yè)同仁合作，共同推動熱管式空氣預(yù)熱器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。參考資料：熱管式空氣預(yù)熱器是一種廣泛應(yīng)用于能源轉(zhuǎn)換和利用領(lǐng)域的設(shè)備，其作用是回收和利用排煙中的余熱，提高進(jìn)風(fēng)溫度，降低排煙溫度，從而提高能源利用效率。熱管式空氣預(yù)熱器仍存在一定的局限性，如傳熱效率不高、控制精度低等問題。對熱管式空氣預(yù)熱器進(jìn)行整體優(yōu)化及CAD研究具有重要的實際意義和背景。熱管式空氣預(yù)熱器的整體優(yōu)化主要包括設(shè)計優(yōu)化、傳熱優(yōu)化和控制系統(tǒng)優(yōu)化等方面。設(shè)計優(yōu)化主要是為了提高設(shè)備的整體性能和穩(wěn)定性?？梢钥紤]采用高導(dǎo)熱性能的材料，如銅、鋁等，以提高換熱效率；同時，對熱管式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以減小流動阻力，提高傳熱效果。傳熱優(yōu)化主要是通過改進(jìn)熱管的傳熱性能來實現(xiàn)?？梢圆扇〈胧┤邕x用高性能的熱管材料、優(yōu)化熱管內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，以增強傳熱效果，提高熱管式空氣預(yù)熱器的整體傳熱效率?？刂葡到y(tǒng)優(yōu)化主要是為了提高設(shè)備的控制精度和自動化水平?？梢圆捎孟冗M(jìn)的控制策略和算法，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，以實現(xiàn)對熱管式空氣預(yù)熱器的精確控制；同時，可以引入智能傳感器和執(zhí)行器，以提高設(shè)備的自動化程度和響應(yīng)速度。CAD技術(shù)在熱管式空氣預(yù)熱器整體優(yōu)化中具有廣泛的應(yīng)用前景。通過CAD技術(shù)，可以建立熱管式空氣預(yù)熱器的三維模型，并進(jìn)行模擬和分析。通過對模型進(jìn)行不同的工況模擬，可以預(yù)測設(shè)備的性能表現(xiàn)，從而為優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。CAD技術(shù)還可以應(yīng)用于熱管式空氣預(yù)熱器的制造過程中。通過CAD建模和數(shù)控編程，可以實現(xiàn)零部件的精確加工和快速組裝。這不僅可以提高設(shè)備的制造效率，還可以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。熱管式空氣預(yù)熱器的整體優(yōu)化及CAD研究對于提高能源利用效率、降低設(shè)備制造成本具有重要意義。通過對熱管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計優(yōu)化、傳熱優(yōu)化和控制系統(tǒng)優(yōu)化，可以顯著提高設(shè)備的性能表現(xiàn)和穩(wěn)定性；而CAD技術(shù)的應(yīng)用則有助于提高設(shè)備的制造效率和精度，降低生產(chǎn)成本。目前關(guān)于熱管式空氣預(yù)熱器的整體優(yōu)化及CAD研究仍存在一些不足。例如，對于設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計仍停留在較為初級的階段，傳熱效率和控制系統(tǒng)精度仍有待提高。CAD技術(shù)在熱管式空氣預(yù)熱器整體優(yōu)化中的應(yīng)用尚處于初步階段，還需進(jìn)一步拓展和完善。對熱管式空氣預(yù)熱器的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行深入研究，探討更有效的優(yōu)化方法和技術(shù)，以提高設(shè)備的整體性能和穩(wěn)定性。開展傳熱優(yōu)化方面的研究，探索更高效的傳熱方式和技術(shù)，以進(jìn)一步提高設(shè)備的傳熱效率。加強對控制系統(tǒng)優(yōu)化的研究，采用更為精確的控制策略和算法，以提高設(shè)備的控制精度和自動化水平。深入研究和開發(fā)CAD技術(shù)在熱管式空氣預(yù)熱器整體優(yōu)化中的應(yīng)用，實現(xiàn)從設(shè)計到制造的全面數(shù)字化和自動化。通過對熱管式空氣預(yù)熱器的整體優(yōu)化及CAD研究的不斷深入和拓展，有望為能源轉(zhuǎn)換和利用領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步做出更大的貢獻(xiàn)。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)鍋爐和電站鍋爐的設(shè)備，其主要功能是回收利用鍋爐排放煙氣的余熱，提高鍋爐的燃燒效率?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的性能受到多種因素的影響，如煙氣溫度、流量、預(yù)熱器轉(zhuǎn)速等。為了優(yōu)化回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的性能，數(shù)值模擬研究成為了一種重要的手段。本文采用流體動力學(xué)軟件CFD（ComputationalFluidDynamics）對回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。建立回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的物理模型，然后通過離散化方法將物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)值模型。接著，采用合適的湍流模型和能量方程對流動和傳熱過程進(jìn)行模擬。通過后處理軟件對模擬結(jié)果進(jìn)行分析。通過數(shù)值模擬，我們得到了回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的流場、溫度場和壓力場分布。結(jié)果表明，在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中，煙氣和空氣的流動受到回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器的轉(zhuǎn)動影響，形成了復(fù)雜的流動結(jié)構(gòu)。同時，傳熱效率受到多種因素的影響，如煙氣和空氣的入口速度、預(yù)熱器的轉(zhuǎn)速等。通過對這些因素進(jìn)行優(yōu)化，可以提高回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的性能。本文通過對回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的數(shù)值模擬研究，得到了回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的流場、溫度場和壓力場分布，并分析了影響回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器性能的因素。結(jié)果表明，優(yōu)化入口速度和預(yù)熱器轉(zhuǎn)速可以提高回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的性能。這為回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的優(yōu)化設(shè)計提供了理論依據(jù)。空氣預(yù)熱器（airpre-heater）就是鍋爐尾部煙道中的煙氣通過內(nèi)部的散熱片將進(jìn)入鍋爐前的空氣預(yù)熱到一定溫度的受熱面，是一種用于提高鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗的設(shè)備?？諝忸A(yù)熱器一般分為板式、回轉(zhuǎn)式和管式三種。以回轉(zhuǎn)式為例介紹了空氣預(yù)熱器的工作原理。大量未燃盡的可燃物會沉積在傳熱元件上可能空預(yù)器著火，因此對其著火原因進(jìn)行了分析，并著火原因及應(yīng)對措施進(jìn)行了詳細(xì)說明；還詳細(xì)介紹了掉閘分析以及漏風(fēng)治理?？諝忸A(yù)熱器（airpreheater）也被簡稱為空預(yù)器，是提高鍋爐熱交換性能，降低熱量損耗的一種預(yù)熱設(shè)備?？諝忸A(yù)熱器的作用，是將鍋爐尾部煙道中排出的煙氣中攜帶的熱量，通過散熱片傳導(dǎo)到進(jìn)入鍋爐前的空氣中，將空氣預(yù)熱到一定的溫度。一般簡稱為空預(yù)器。多用于燃煤電站鍋爐?？煞譃楣芟涫?、回轉(zhuǎn)式兩種，其中回轉(zhuǎn)式又分為風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式和受熱面回轉(zhuǎn)式兩種。電站鍋爐較常采用受熱面回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器。在鍋爐中的應(yīng)用一般為兩分倉、三分倉、四分倉式，其中四分倉較常用于循環(huán)流化床鍋爐中。以回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器為例說明空氣預(yù)熱器的原理，在工作時會緩慢的旋轉(zhuǎn)，煙氣會進(jìn)入空預(yù)器的煙氣側(cè)后再被排出，而煙氣中攜帶的熱量會為空預(yù)器中的散熱片所吸收，之后空預(yù)器緩慢旋轉(zhuǎn)，散熱片運動到空氣側(cè)，再將熱量傳遞給進(jìn)入鍋爐前的空氣。空氣預(yù)熱器在鍋爐中的應(yīng)用多為三分倉式，附帶有火警報警系統(tǒng)、間隙調(diào)整系統(tǒng)和變頻控制系統(tǒng)。空氣預(yù)熱器的使用方便、操作簡單、運行安全，并能提高鍋爐系統(tǒng)的熱交換性能，因此在煙氣鍋爐系統(tǒng)中有很普遍的使用。經(jīng)過余熱器后的空氣進(jìn)入爐內(nèi)，加速了燃料的干燥、著火和燃燒過程，保證了鍋爐內(nèi)的穩(wěn)定燃燒，提高了燃燒效率。由于爐內(nèi)燃燒得到了改善和強化，加上進(jìn)入爐內(nèi)的熱風(fēng)溫度提高，爐內(nèi)平均溫度水平也有提高，從而可強化爐內(nèi)輻射傳熱。由于爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，輻射熱交換的強化，可以降低化學(xué)不完全燃燒損失；另一方面空氣預(yù)熱器利用煙氣余熱，進(jìn)一步降低了排煙損失，因此提高了鍋爐熱效率。根據(jù)經(jīng)驗，當(dāng)空氣在預(yù)熱器中升高5℃，排煙溫度可以降低1℃.在鍋爐煙道中安裝空氣預(yù)熱器后，如果能把空氣余熱150-160℃，就可以降低排煙溫度110-120℃，可將鍋爐熱效率提高7%-5%?？梢怨?jié)約燃料11%-12%。對于層燃爐，有熱空氣可以使用水分和灰分較高的燃料，對于電站鍋爐，熱空氣是制粉系統(tǒng)的重要干燥劑和煤粉輸送介質(zhì)。按空氣預(yù)熱器的傳熱方式可將空氣預(yù)熱器分為導(dǎo)熱式和再生式兩大類。在導(dǎo)熱式空氣預(yù)器中最常用的是管式空氣預(yù)熱器。隨著鍋爐參數(shù)的提高和容量的增加，管式空氣預(yù)熱器的受熱面也增大，這給尾部受熱面的布置帶來了困難。在大容量機組中多數(shù)采用結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較輕的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。空氣預(yù)熱器一般分為板式、回轉(zhuǎn)式和管式三種。這種空氣預(yù)熱器多用5-4mm的薄鋼板制成。將鋼板焊接成成長方形的盒子，將若干盒子拼成一組，整個空氣預(yù)熱器由2-4個盒子組成。煙氣由上向下通過，經(jīng)過盒子外側(cè)，空氣則橫向通過盒子的內(nèi)部，在下部轉(zhuǎn)彎向上，兩次與煙氣交互傳遞能量，使煙氣與空氣形成逆向流動，獲得較好的傳熱效率。板式空氣預(yù)熱器由于耗用鋼材較多，結(jié)構(gòu)不緊湊；焊縫多且易滲漏，現(xiàn)在很少采用。管式空氣預(yù)熱器的主要傳熱部件是薄壁鋼管。管式空氣預(yù)熱器多呈立方形，鋼管彼此之間垂直交錯排列，兩端焊接在上下管板上。管式空氣預(yù)熱器在管箱內(nèi)裝有中間管板，煙氣順著鋼管上下通過預(yù)熱器，空氣則橫向通過預(yù)熱器，完成熱量傳導(dǎo)。管式空氣預(yù)熱器的優(yōu)點是密封性好、傳熱效率高、易于制造和加工，因此多應(yīng)用在電站鍋爐和工業(yè)鍋爐中。管式空氣預(yù)熱器的缺點是體積大、鋼管內(nèi)容易堵灰、不易于清理和煙氣進(jìn)口處容易磨損?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是再生式空氣預(yù)熱器最常見的形式，它是利用煙氣和空氣交替地通過金屬受熱面來加熱空氣?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器按運動方式可分為受熱面轉(zhuǎn)動和風(fēng)罩轉(zhuǎn)動兩種，本爐的兩臺空氣預(yù)熱器為三分倉受熱面旋轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器由圓筒形轉(zhuǎn)子和固定的圓筒形外殼及驅(qū)動裝置組成?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器又可分為兩種型式：一種是受熱面旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)式，另一種是風(fēng)道旋轉(zhuǎn)的風(fēng)道回轉(zhuǎn)式。轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是由轉(zhuǎn)動的圓形轉(zhuǎn)子和固定的外殼組成，轉(zhuǎn)子式受熱面，它被分為許多倉格，里面裝有蓄熱板，蓄熱板吸收燃?xì)鉄崃坎⑿罘e起來，等到轉(zhuǎn)至空氣那面，再將蓄積的熱量釋放給空氣，自身溫度降低。受熱面不斷旋轉(zhuǎn)，熱量便會不斷從煙氣傳送給空氣，空氣得到加熱，煙氣冷卻，這是回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的工作原理?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的主要優(yōu)點是體積小、重量輕、傳熱元件允許有較大磨損，因此特別適合大型鍋爐使用，缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且消耗電力，漏風(fēng)量較大?；剞D(zhuǎn)式預(yù)熱器主要有火災(zāi)報警（熱點探測）、間隙調(diào)整、變頻控制、潤滑油系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報警系統(tǒng)、吹灰和清洗系統(tǒng)等。影響回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器性能的關(guān)鍵問題是：漏風(fēng)、腐蝕和堵灰。在設(shè)計管式空氣預(yù)熱器時，應(yīng)合理地選用空氣流速和管箱尺寸，或者沿氣流方向加裝防振隔板，以防止引起空腔共振。防振隔板還有消除噪聲的作用?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)是一個重要問題，應(yīng)從設(shè)計、制造、安裝和運行等方面采取措施，使其在熱狀態(tài)下動靜組件之間保持合理的密封間隙。燃用高硫燃料時，管式和回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器均易產(chǎn)生腐蝕和堵灰。防止的措施有：在空氣進(jìn)口處加裝暖風(fēng)器或采用熱風(fēng)再循環(huán)；采用低氧燃燒或摻燒添加劑，以減少煙氣中SO2氣體的生成量；定期吹灰，以保持受熱面清潔；受熱面采用耐腐蝕的材料等。大量未燃盡的可燃物沉積在傳熱元件上是空預(yù)器著火的必要條件，也是關(guān)鍵所在?？疹A(yù)器的傳熱元件由薄板組成，排列很密，單位體積受熱面很高，在其下部金屬溫度低，低負(fù)荷運行時最低，很容易積灰。在鍋爐最初調(diào)試階段，在點火（油點火）以及長期低負(fù)荷運行的情況下（投油），因燃燒不完全，從爐膛帶來的凝結(jié)油霧和未燃盡的可燃物堆積在空預(yù)器中層下部及冷端傳熱元件上，這是著火的根源。⑴機組設(shè)備故障多，運行調(diào)試人員經(jīng)驗不足，造成調(diào)試周期過長，燒油過多，而且燃燒不好；⑹空預(yù)器吹灰器未能有效投入。在鍋爐啟動和低負(fù)荷運行時，由于冷端金屬溫度低，使空預(yù)器易積灰，這時應(yīng)加強吹灰。然而由于某些原因啟動初期吹灰介質(zhì)的汽壓和汽溫不足，過熱度低，吹灰效果不理想。其關(guān)鍵是使燃料完全燃燒。用油點火及低負(fù)荷投油時，油溫、油壓、汽壓應(yīng)合適，使油霧化良好，配風(fēng)正確；油槍不堵塞，不漏油；燃燒穩(wěn)定、充分，以盡量減少未燃盡的可燃物。機組啟動前應(yīng)對空預(yù)器全面檢查，若發(fā)現(xiàn)或判斷空預(yù)器有較多未燃盡的可燃物堆積時，決不能投入熱態(tài)運行，一定要進(jìn)行水清洗，然后烘干。應(yīng)保證吹灰器能正常投入，吹灰介質(zhì)參數(shù)合格。運行過程中，特別是啟動、熱備用后再啟動以及空預(yù)器突然停轉(zhuǎn)和停爐后，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視空預(yù)器的端點溫度（空預(yù)器煙風(fēng)進(jìn)、出口溫度）。若其中的一點或多點溫度不正常升高，則應(yīng)立即分析研究，以便即時發(fā)現(xiàn)著火。例如，運行時排煙溫度超過正常值30℃左右就預(yù)示可能著火，若繼續(xù)升高就認(rèn)為已著火，若溫度繼續(xù)升高肯定著火。當(dāng)停爐后，空預(yù)器已停止轉(zhuǎn)動，入口煙溫不變或變化很小時，而出口煙溫起初緩慢增加，后急劇上升，也表示空預(yù)器著火。運行人員應(yīng)監(jiān)視爐膛火焰，定期觀察煙囪?？疹A(yù)器轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)后，應(yīng)觀察傳動電機電流。經(jīng)驗表明，著火最有可能發(fā)生在停爐后的幾小時之內(nèi)，而此時大部分運行人員已撤離現(xiàn)場，留守人員往往不注意空預(yù)器的端點溫度，當(dāng)突然發(fā)現(xiàn)著火時，一般已燒了1h以上，使損失增加。熟悉預(yù)熱器性能和操作規(guī)程是監(jiān)視空預(yù)器的前提。紅外線著火探測系統(tǒng)：在空預(yù)器空氣側(cè)入口或出口安裝數(shù)個紅外線探頭，探頭做直線運動，在預(yù)熱器轉(zhuǎn)動時，對所有傳熱元件進(jìn)行1次掃描約需10min。若空預(yù)器局部著火，發(fā)出的紅外線超出正常水平，系統(tǒng)就發(fā)出報警信號。該系統(tǒng)的優(yōu)點是靈敏度高，能早期探測出著火情況。這時立即投入大量水滅火，一般很快就能將火撲滅。大量的積灰除容易產(chǎn)生著火外，還會降低傳熱效率、增加空預(yù)器的阻力。因空預(yù)器冷端最容易積灰，所以通常在空預(yù)器出口煙氣側(cè)裝有吹灰器。為防止著火必須有效吹灰，正常運行時一般8h吹1次；啟動期間每4h吹1次；停爐前也應(yīng)吹灰；點火期間、長期低負(fù)荷運行或堵灰嚴(yán)重時應(yīng)增加吹灰次數(shù)?？疹A(yù)器吹灰器的作用是有限的，例如空預(yù)器中間層下部傳熱元件易堵灰，吹灰器一般不能清除。因此進(jìn)行正確的水清洗也很重要。某些可燃物結(jié)垢也只能用水沖洗來清除。一般水清洗周期為1~2次/年。水清洗后一定要烘干空預(yù)器，否則空預(yù)器將很快發(fā)生腐蝕、堵灰。在空預(yù)器的煙氣側(cè)、一次風(fēng)和二次風(fēng)側(cè)均裝有環(huán)行消防水管道，管道上安裝數(shù)十個噴咀?？疹A(yù)器的著火常起源于中間層下部和冷端傳熱元件。從局部極小面積著火到大面積燃燒需要較長時間，通常需1~2h，有時更長。為了減少損失，就盡快判斷是否著火。通常從空預(yù)器端點溫度著手，有時通過空預(yù)器空氣出口入的觀察孔觀測是否著火，如發(fā)現(xiàn)著火應(yīng)立即關(guān)閉觀察孔，著火嚴(yán)重時有煙氣泄漏或明顯輻射，煙囪冒黑煙。當(dāng)發(fā)現(xiàn)空預(yù)器已著火，應(yīng)立即手動MFT，停止引風(fēng)機運行，隔離空預(yù)器，關(guān)閉空預(yù)器進(jìn)、出口擋板。空預(yù)器保持轉(zhuǎn)動，消防水和多噴咀清洗水管路立即投入滅火，同時打開煙風(fēng)道上的排水口。經(jīng)驗表明，用泡沫、化學(xué)物或蒸汽來悶熄火焰效果均不好，此時保證消防水量很關(guān)鍵?？疹A(yù)器著火后絕不能打開入孔，防止空氣進(jìn)入助燃。萬不得已時，如消防水和清洗水管道故障而沒有水投入，可以打開入孔，用電廠消防水滅火。注意滅火一定要徹底，并認(rèn)真檢查決不留后患。⑴經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)接觸器內(nèi)部同一槽內(nèi)主接點（B相）與輔助接點（A相）在送電時引起短路，觸頭燒毀，分析在減速機油泵熱偶動作時，接觸器內(nèi)部已因過熱而燒損，送電時引起短路。⑵空預(yù)器減速機油泵接線為螺絲壓緊線頭的方式，受外力作用容易脫開，造成電機缺相運行。⑶運行人員在送電時僅搖測電機絕緣，而未搖測接觸器的絕緣（接觸器上還有空氣開關(guān)）。⑷原設(shè)計上存在問題，空預(yù)器為2路電源，正常運行時分別帶1臺空預(yù)器及其輔助設(shè)備運行，2路電源互為暗備用，且為互聯(lián)動，這樣在一路電源發(fā)生永久性故障的情況下，另外一路電源自投于故障點上，致使2路電源均失電，造成空預(yù)器均停，直接威脅機組正常運行。⑵對空預(yù)器電機電纜在離接線盒10cm處進(jìn)行固定，其它電機有類似情況也同樣加固。⑶對有接觸器和空氣開關(guān)的接線，在故障掉閘后檢測絕緣時，同時檢測接觸器上下口絕緣，都合格后方可送電。⑷運行方式上原2路電源各帶1個空預(yù)器，2路電源為暗備用，應(yīng)改為明備用或取消自動互聯(lián)（在1臺空預(yù)器故障情況下，查明情況后手動送電）。⑸對掉閘設(shè)備，檢修人員進(jìn)行處理時應(yīng)同時檢查開關(guān)或接觸器切斷故障后有無燒損等情況。通過對空預(yù)器回路的改造以及運行檢修方面采取措施后，空預(yù)器未發(fā)生類似情況，從而有效地防止了因此導(dǎo)致的停機。1）由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，必然會將格倉中的空氣帶入煙氣中而形成攜帶漏風(fēng)。2）由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，動靜之間必然存在間隙，煙氣側(cè)為負(fù)壓，空氣側(cè)為正壓，因此由壓差的存在而使空氣漏向煙氣負(fù)壓側(cè)而形成直接漏風(fēng)。①空預(yù)器漏風(fēng)控制系統(tǒng)（LCS）一直工作不正常，運行中熱端扇形密封擋板不能自動跟蹤轉(zhuǎn)子的蘑菇狀變形以減小漏風(fēng)間隙，而且?guī)Щ铱諝饴┫驘煔鈧?cè)時造成扇形密封擋板嚴(yán)重磨損，進(jìn)一步增大了漏風(fēng)間隙，而漏風(fēng)量的大小與漏風(fēng)區(qū)域面積成正比，因此空預(yù)器漏風(fēng)劇增。②由于鍋爐燃用熱值低、灰份高的廣旺貧煤和空預(yù)器換熱元件特別是低溫段換熱元件的低溫腐蝕等原因，造成空預(yù)器換熱元件積灰、堵灰嚴(yán)重，流道堵塞后增大了流通阻力，造成空氣側(cè)與煙氣側(cè)壓差增大，而漏風(fēng)量的大小與壓差的平方根成正比，因此堵灰又加劇漏風(fēng)。1）漏風(fēng)治理措施的探索。空預(yù)器配有漏風(fēng)控制系統(tǒng)（LCS），由于扇形密封擋板可以調(diào)節(jié)，在空預(yù)器外殼和可調(diào)扇形密封擋板之間設(shè)有滑片密封條。長時間運行后，這些密封條被磨損，形成一條縫隙，使空氣和灰塵可以在扇形密封擋板背后通過，這樣一方面增加了空預(yù)器的漏風(fēng)，另一方面隨著灰塵的積累，限制了扇形密封擋板的移動。從其工作環(huán)境就決定了空預(yù)器漏風(fēng)控制系統(tǒng)（LCS）工作的不可靠性，換句話說，投入大量人力、物力恢復(fù)漏風(fēng)控制系統(tǒng)（LCS）得不償失。相反，豪頓華工程有限公司的容克式空預(yù)器VN設(shè)計技術(shù)則取消漏風(fēng)控制系統(tǒng)（LCS），在扇形密封擋板、軸向密封擋板和外殼之間焊接新的板條，將扇形密封擋板和軸向密封擋板固定在某一位置，形成完整的焊接結(jié)構(gòu)，從而消除了二次漏風(fēng)的可能。在固定之前應(yīng)預(yù)先計算出扇形密封擋板和軸向密封擋板固定的位置，以保證在任何負(fù)荷情況下扇形密封擋板和軸向密封擋板均能適應(yīng)轉(zhuǎn)子熱態(tài)變形。同時，采用“雙道密封”來加強現(xiàn)有空預(yù)器的徑向和軸向密封效果，它是通過加倍掠過徑向軸向密封板上的密封片的數(shù)量來實現(xiàn)的。煙氣空氣流壓力之間有一個中間壓力，使得兩股氣流之間壓差減小一半，也可以理解為迷宮式的“雙道密封”增大了空氣流向（漏向）煙氣側(cè)的流動阻力，這樣可以有效地降低漏風(fēng)率。經(jīng)反復(fù)研究、比較，決定采用豪頓華工程有限公司的VN設(shè)計技術(shù)對容克式空預(yù)器密封系統(tǒng)進(jìn)行改造，以控制空預(yù)器的漏風(fēng)。2）利用空預(yù)器換熱元件已到使用壽命應(yīng)全部更換的機會，委托豪頓華工程有限公司采用其容克式空預(yù)器的VN設(shè)計技術(shù)，以鍋爐在燃用廣旺煤并摻燒4000Nm/h天然氣的MCR工況為改造設(shè)計基礎(chǔ)進(jìn)行改造設(shè)計。③取消漏風(fēng)控制系統(tǒng)（LCS），固定所有的扇形密封板、軸向密封板，并加裝二次徑向隔板，使徑向和軸向密封片加倍；④根據(jù)轉(zhuǎn)子隔倉變化選用豪頓華工程有限公司換熱元件板型重新設(shè)計換熱元件外形尺寸；⑤因扇形板和熱端中心筒密封盤的重量轉(zhuǎn)移到上連接板上，因此取消四根懸吊螺桿，將熱端中心筒密封盤固定在上連接板上，并把中心筒密封盤軸封焊死。3）校核推力軸承承載能力?？諝忸A(yù)熱器底部推力軸承為45BV型可傾瓦式滑動軸承，其承載能力為263083kg，即263t。改造前空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子重量為190t，改造后轉(zhuǎn)子重量為200t，比推力軸承設(shè)計的最大支撐重量低得多，因此不會影響軸承使用。由于改造前后鍋爐使用的燃料等條件不可能完全相同，以下僅以機組在空預(yù)器改造前后滿負(fù)荷工況下作粗略對比分析。2）空預(yù)器換熱元件已到使用壽命，庫房內(nèi)換熱元件備件已用完，此時進(jìn)行空氣預(yù)熱器改造即改造了密封裝置，又更換了換熱元件，可謂一舉兩得。3）漏風(fēng)率降低，可保護(hù)鍋爐燃燒氧量充足，減少鍋爐不完全燃燒熱損失和排煙熱損失，排煙溫度降低了19℃，鍋爐效率大致提高1%，每年可節(jié)約標(biāo)煤7200t。同時，熱風(fēng)溫度提高了30℃，有力地保證了廣旺貧煤的著火和穩(wěn)定燃燒。4）漏風(fēng)率降低，減少了空氣和煙氣流量，降低送風(fēng)機、引風(fēng)機電耗300kW·h，每年大約可節(jié)省廠用電180萬kW·h，同時也避免了因風(fēng)機出力不足而影響整臺機組的出力。5）漏風(fēng)率降低，減少了空預(yù)器出口煙氣流量，降低了煙氣流速，從而使靜電除塵器的效率增加，同時所有在空預(yù)器下游的設(shè)備磨損降低，其維修、維護(hù)量大大減少。6）對空預(yù)器本身，漏風(fēng)率減小，空氣側(cè)漏向煙氣側(cè)的流量下降，流速降低，各易磨損件的壽命也延長，維修、維護(hù)工作量減少。7）取消漏風(fēng)控制系統(tǒng)（LCS），徑向滑片密封條、軸向正滑片密封條、各密封擋板的位置校正等維修工作可完全取消，簡化了檢修工作，同時減少了空預(yù)器的檢修工作量。由于電站鍋爐的空氣預(yù)熱器普遍排煙溫度較高，而較高的排煙溫度造成鍋爐效率下降，所以制粉系統(tǒng)干燥出力不足，長期運行，很不經(jīng)濟(jì)。這是預(yù)熱器行業(yè)普遍共性的問題，通過對電廠調(diào)研，可以看到預(yù)熱器排煙溫度高的主要原因是：1）設(shè)計缺陷嚴(yán)重，如對鍋爐實際設(shè)計參數(shù)的分析，對預(yù)熱器選型計算的疏忽，錯誤的選用傳熱元件板型和預(yù)熱器型號等造成了預(yù)熱器存在先天不足。這是預(yù)熱器換熱能力不足的主要原因。2）制造質(zhì)量太差，預(yù)熱器內(nèi)部傳熱元件有嚴(yán)格的尺寸要求，幾何學(xué)上微小的差異也會造成預(yù)熱器換熱能力的天壤不同，在制造時由于傳熱元件板厚的變化、元件之間內(nèi)部組合尺寸的差異，均會大副影響預(yù)熱器的換熱能力。這也是預(yù)熱器換熱能力不足的主要原因。3）制粉系統(tǒng)的