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锅炉空气预热器及辅助设备改造实践

发布时间：2023-03-03T07:26:06.544Z来源：《中国科技信息》2022年10月19期作者：杨进

[导读]目前，我国在线运行的300MW以上机组的空气预热器大多为回转式空气预热器

杨进

贵州西能电力建设有限公司贵州贵阳550081

摘要：目前，我国在线运行的300MW以上机组的空气预热器大多为回转式空气预热器。为了满足国家对环保的要求，实现超低排放，

大部分机组都增加了脱硝系统。选择性催化还原SCR技术的投入，使得传统回转式空气预热器的堵塞更加严重，定期吹灰清洗无法彻底解

决堵塞问题。由于堵塞问题日益严重，回转式空气预热器漏风大、压差高、维护困难等问题更加突出，也降低了锅炉运行的经济性和安全

性。要彻底解决上述问题，只有从换热方式和结构上彻底改造空气预热器才有可能实现。

关键词：空气预热器；辅助设备；改造；

通过对锅炉空气预热器及其辅助设备、引风机和送风机轴承箱在日常运行中存在的腐蚀漏风、漏油问题的研究和分析，提出了相应的

解决方案，实现了避免空气预热器漏风、引风机和送风机轴承箱漏油的目的，提高了锅炉运行的稳定性。

一、两级空气预热器的改造

高温段1.空气预热器上管板耐磨层的改造。(1)设置耐磨短管的机理。某钢铁设备能源部5#锅炉空气预热器为垂直管，分高温段和低温

段两级布置在锅炉尾部对流竖井烟道内，按锅炉纵向和横向中心线分为四个烟气通道。立式预热器是指烟气在管内纵向流动，空气在管外

横向洗管。其典型结构由钢管、管板(上、中、下)、框架、连接盖、导流板、壁板、膨胀节和冷热风道连接接口组成。英国物理学家雷诺兹

通过实验发现，流体流动有两种形式:层流和湍流。由于内部结构不同，层流和湍流具有不同的能量损失规律。实验结果表明，等颈支管上

下游截面的压力损失与层流中截面平均速度的一次方成正比，即h∝v1.0；湍流与速度的1.75~2.0次方成正比，即h∝v1.75~2.0。因此，湍

流状态下的流体对管道内壁的磨损要比层流状态下大得多。实验表明，进入垂直管式预热器烟气入口段的气流在湍流区约为160mm。气流

中的灰粒与管道内壁碰撞，造成磨损。由于高温段空气预热器上部处于高温大流量烟气区域，空气预热器上部容易发生上管板腐蚀和脱

管。为了消除这个缺陷，这里安装了一个防磨套。(2)安装耐磨层。设计在高温段空气预热器上部安装L=200mm防磨套。耐磨套筒和空气预

热器管之间的空间用耐火水泥填充并弄平。当抗磨套管磨损后，耐火水泥形成的抗磨层仍能起到抗磨套管的作用。耐磨套筒的施工要求是:

保证耐磨套筒与预热器管的同心度；耐火水泥在浇注时应捣实，以保证足够的强度和耐磨性；耐火材料的上表面应与耐磨套筒的上表面齐

平。

低温2.空气预热器的改造。低温段空气预热器由8个管箱组成，分两层堆叠安装在锅炉尾部烟道内。由于煤气含水量高，焦炉煤气含硫

量大，低温段空气预热器腐蚀严重，内部烟道腐蚀堵塞，导致锅炉热风压力低至1.3kPa，严重影响锅炉燃烧时的送风。因此，在5#锅炉大修

之际，更换了4个管箱。同时，为了提高管箱迎风面的耐磨性，经与厂家协商，管箱迎风面采用不锈钢材质，以提高管箱的耐磨性。

二、自适应热管空气预热器替代回转式空气预热器的可行性分析

．热1管技术的发展。热管是一种具有高等温性能的相变换热元件。热管的高效率在于它利用了工质的潜热，即相变换热。根据热管用

途的不同，热管中选用的工质也不同，最典型的工质是水。碳钢重力自然循环热管是工业上最常用、成本最低的热管。随着科技的进步，

热管壁采用合金材料，双高导热搪瓷工艺，镍基铬锰合金浸渗工艺，使热管具有耐磨、耐腐蚀、寿命长、避免晶间泄漏的特点。这使得热

管在锅炉烟道等恶劣环境中的应用成为可能。

热管2.的工作原理。超导热管(HTHP)是一种通过抽真空的封闭壳体内其内部工质的循环相变来传递热量的装置。其工作原理是:当热量

从高温热源传到热管时，热管加热段内的工质立即被激活，吸热汽化成蒸汽。蒸汽瞬间流向热管的另一端，到了另一端，冷了就放出潜

热，然后凝结成液体。冷凝后的液体通过传输段流回汽化段，经过循环相变实现传热。超导热管的超强导热系数约为普通金属的1万倍，换

热效率高达98%，是任何普通换热器无法企及的。

自适应3.热管空气预热器替代回转式空气预热器的理论可行性分析。为了从根本上解决上述问题，结合多年对热管技术的了解和研究，

提出了用热管空气预热器替代回转式空气预热器的设想。首先，回转式空气预热器的空间位置比较狭窄，在空间布局上很难用其他类型的