燃煤锅炉热管式空气预热器技术分析

李可人

达尔凯阳光（哈尔滨）热电有限公司 黑龙江哈尔滨 150000

燃煤锅炉热管式空气预热器技术分析

李可人

达尔凯阳光（哈尔滨）热电有限公司 黑龙江哈尔滨 150000

本篇文章主要针对列管式空气预热器之中所存在的相应问题进行了阐述，尤其是在介绍热管技术发展情况、热管工作基础等方面，来对于燃煤锅炉自身的热管式空气预热器相对于以往传统的管式空气预热器优势进行了分析，同时结合了相关的工程实例，全面深入的阐述了燃煤锅炉热管式空气预热器技术的关键所在，以期为我国的燃煤锅炉热管式空气预热器技术发展作出贡献。

【关链词】热管;换热器;空气预热器

锅炉空气预热器所安装的位置，处在锅炉烟道的低温段位置，该预热器实际上就是对于排烟的余热来对于进入到录让内部的助燃空气进行预加热，促使空气在未燃烧的情况下就达到一个良好的燃烧状态下，这对于提升炉膛温度、锅炉热效率、降低燃煤使用量等方面来说，起到了至关重要的作用。该空气预热器本身主要是属于气型换热器。下文主要针对燃煤锅炉热管式空气预热器技术进行了全面详细的分析。

1.传统列管式空气预热器存在的问题

在运行的过程中，列管式预热器是具体工作原理主要是热气从管道内部纵向通过之后，空气会从管道的外部通过，在这期间，热气和空气直接通过管壁来达到换热的目的，进而实现了针对空气进行加热处理的目。在实际使用的过程中，预热器运行期间存在着以下几个方面的问题：

1.1 漏风

当管子在长期使用的过程中被烟尘所磨穿或者被严重腐蚀之后，就会出现漏风的情况，这直接导致大量的空气流入到烟气之中，对于整个锅炉本身的安全性、经济性来说，带来了直接影响。

l)使送风引风机负荷加大，电耗加大。

2)由于烟气中混人空气，使得烟温降低，空气预热效果降低，锅炉效率下降，燃煤量增加。

3)当漏风严重时，燃烧所需空气量不够，影响锅炉出力，进而影响生产。

1.2 腐蚀

由于烟气本身是直接在管内进行流动，并且持续不断的向外传热，这也就导致烟气管道的每个管子方向的管壁温度有着一定的差异性。如此一来，部分管子始终处在最大腐蚀温度条件之下，长时间之后必然导致管壁穿孔现象出现。

1.3 黏性堵灰

工作在烟道低温段的空气预热器堵灰与腐蚀是密切相关的。在酸露点以下工作的管子由于硫酸结露，产生翁灰现象。传统列管式空气预热器由于每根管子两端的管壁温度差别大，很难避开酸露点，致使腐蚀严重，黏性堵灰也很严重且清理很困难。

2.热管式空气预热器技术分析

2.1 热管技术发展概况

1968 年，美国第1次成功地将热管技术应用于航天器及高空航空器热控制。20世纪80年代初，美国又制造出第1只低成本热管，使热管技术从“天”上转到“地”上，热管制造成本的降低，使该技术应用范围迅速扩大。中国从20世纪70年代开始进行用于航空航天领域的热管技术的理论研究和试验，并日益广泛地用于节能换热等领域。

2.2 热管工作原理

热管的典型结构见图1，它由管壳、毛细多孔材料(吸液芯)和蒸气腔(蒸气通道)所组成。从传热状况看，热管沿轴向可分为蒸发段、绝热段、冷凝段3部分。工作时，蒸发段因受热而使毛细材料中的工作液体(工作介质)蒸发，蒸气流向冷凝段，在这里受到冷却使蒸气凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环，热量由热管的一端传至另一端。由于汽化潜热大，所以在极小的温差下就能把大量的热量从热管的蒸发段传至冷凝段。热管几乎是在等温状态下传递热量，导热速度快。实验表明，1根长为0．6m、直径为13mm、质量为0．34kg的热管，在10℃工作温度下输送20W的能量，其温降仅为0．5℃。而输送同等能量的同样长的实心铜棒质量为0．7kg，两端温差竟高达70℃。绝热段作为蒸气通道的不工作部分不承担传热任务，而是为了分开冷、热源并使热管能适应某种布置方式而设置的比叼。

当热管在地面上应用时，只要将热管倾斜放置，加热段在下，冷却段在上，便可利用重力来帮助凝液回流，这样对吸液芯的要求大大降低。当热管与水平方向倾角达到某值时，就可以不加吸液芯，完全依靠重力回流液体，这种热管称为重力热管(或称热虹吸管)。重力热管结构简单，制造容易，成本低，适用于节能工程中。

2.3 热管式空气预热器技术特点

1)热管式空气预热器能彻底解决漏风问题。

依据热管换热器本身的具体运行原理以及工作方式来看，采取热管方案的形式，能够切实有效的解决其中所呈现出的漏风问题。而之所以能够起到良好效果，就是由于在实际工作运行期间其中的冷热介质之间被严格的隔开，即便是在这一过程中热管本身被烟气所磨穿，那么也仅仅只能够导致热管失效的现象出现，但另外一端的热管在这期间会依然处在一个完好的状态之下，避免了外部空气进入到管道内部影响烟气的可能性，所以，该方案有效的解决了漏风问题。

2)热管方案可以减轻腐蚀及控制腐蚀。

热管本身是等温传热效应，也就是管道壁上各个不同的部分温度基本是相等的，如此以来便可以通过让热管只在酸露点以上工作的形式降低腐蚀现象。在壁温自身的温度超出酸露点10℃的情况下，可以有效的防止热面出现受腐蚀的情况。而对于本身处在低温段之下空气预热器来说，可以采取针对设计参数进行调整的方式，来促使在最大腐蚀温度之下的热管管壁温度能够提升，防止最大腐蚀温度对于管壁带来的强烈腐蚀效果，保证热管的腐蚀速度能够处在0．2mm/a。如果说能够使用厚度为2．5mm壁厚的热管，那么在热管方案的保护之下，其工作寿命至少能够保持在10a左右。

3)热管方案的使用，能够最大限度的缓解轻积灰以及堵灰现象，并且在有需要的情况下还可以直接采取避免堵灰的措施。而在该方案本身实际执行的过程中，可以促使热管本身的管壁温度超出酸露点，也就是达到了避免松散性积灰现象出现的目的。

4)热管式空气预热器换热效率高，空气预热效果好，节煤，并且工作稳定性好。

3.结语

综上所述，热管式空气预热器在和列管式空气预热器进行比较之后，能够明显的发现，热管式预热器所呈现出的优势有预热温度高、节省燃料、寿命较长等。特别是热管式预热器能够良好的解决传统预热器的漏风问题、腐蚀问题等，经济效益提升效果极为明显。因此，应当要对于燃煤锅炉热管式空气预热器技术加以广泛的应用，这对于我国的热能供给行业起到极大推动作用。

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