基于空气预热器漏风率偏差的排烟温度影响研究

基于空气预热器漏风率偏差的排烟温度影响研究

李西雷

（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古 托克托 010206）

摘 要：目前，我国火力发电仍然是我国电力厂的主要模式，而空气预热器则是与锅炉密不可分的一个元器件。空气预热器，该装置主要是利用锅炉等装置的排烟热量对其进行预热的一种换热器设备。该设备的作用是降低锅炉等设备的排烟温度，提高热效率，使燃料便于燃烧且保障燃烧稳定，提高燃料效率。当空气预热器的漏风率出现偏差时，对排烟温度与锅炉效率的影响较大，本文通过对空气预热器不同部位的漏风率变化对换热影响的机理，探析漏风率变化对排烟温度与锅炉效率的影响。

关键词：空气预热器 漏风率 排烟温度 影响

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）11-0-02

前言

在各种不同的空气预热器中，三分仓回转式空气预热器被广泛应用于电厂锅炉中，三分仓主要包含有一次风侧、二次风侧与烟气侧，漏风现象多发生在一次风向烟气侧泄露与二次风向烟气侧泄露，其漏风率变化对锅炉排烟温度与锅炉热效率的影响较大，准确定量空气预热器不同部位漏风率变化对排烟温度的影响，能够提高空气预热器的日常运行维护与检修，保障锅炉热效率的准确计算，保障了锅炉机组节能潜力的挖掘[1]。基于此，笔者以多年工作经验对空气预热器实际运行中的漏风率对锅炉排烟温度的影响进行分析，并推导出空气预热器漏风率变化对锅炉排烟温度影响的计算公司，明确了空气预热器漏风率变化对排烟温度影响的机理。

一、回转式空气预热器的工作原理、漏风形成与漏风率计算

1.空气预热器的工作原理

本文主要探讨空气预热器漏风率偏差对排烟温度的影响，因回转式空气预热器对其影响较大，本文以该种空气预热器进行探讨。回转式空气预热器即表示转动机械，又代表受热面，是一种蓄热式的空气预热器[2]。该空气预热器利用空气与烟气交替流过金属受热面，以达到加热空气的目的，可分为受热面转动与风罩转动两种。以某新建电厂锅炉空预器来讲，该空预器是受热面转动的三分仓预热器，将加工成波纹状的金属蓄热元件紧密放入圆筒形转子的扇形仓格内，转子由驱动装置带动，绕中心轴转动，转子内包含空气与烟气两种通道，且两种通道互通。当温度较高的烟气流转至转子的烟气通道内，则烟气将施放热量给金属蓄热元件，降低排烟温度；当金属蓄热元件随转子转至空气区域，并将原件内热量施放至空气中，提高风温。转子每转一圈，则完成一个循环，冷、热气流不断随转子进行交换，继而达到加热冷空气，降低排烟温度的最终目的[3]。

2.空气预热器漏风的形成

空气预热器结构的热点以及工作环境带来了漏风这一必然结果。在回转式空气预热器中，烟气是负压，空气正压，空预器是一种转动机械，当其转动时，将会带来一定的间隙[4]。在压力差与空预器本身转动带来的间隙下，空气被压至烟气区域，即为漏风。同时，空气预热器的转子在热态运行时将会改变预热器冷却状态下调整好的间隙。在预热器的热态运行中，烟气由上端，空气由下端两者你行进入转子，两者进行热交换期间，上部温度升高，下部温度降低，温度的差异使得径向隔板弯曲，转子变形，造成漏风间隙扩大。

3.三分仓空气预热器漏风率计算

回转式空气预热器漏风率是漏入空气预热器烟气侧的空气质量与进入烟气侧的烟气质量间的比。漏风率计算公式：

AL=△mk/my'=（myn - my'）/my'*100=（mk'- mkn）/my'*100

在上述公式中，AL为漏风率，%

my'、myn 分别为 烟道进口烟气质量与出口烟气质量，mg/m?，mg/kg

mk'、mkn 分别为空气预热器进口空气质量与出口烟气质量，mg/m?，mg/kg

△mk 为漏入空气预热器烟气侧空气质量，mg/m?，mg/kg

由公式可知，当空气预热器的漏风率发生变化，则漏入空气预热器烟气侧的空气质量或者烟气质量将会发生变化，继而影响空气预热器的排烟温度，影响锅炉效率。

二、空气预热器漏风率偏差对排烟温度的影响

笔者所在企业是一大型发电厂，其应用的大容量锅炉机组普遍采用三分仓回转式空气预热器，以此提高热效率，促进企业发电的效率。在锅炉机组运行发电期间，由于烟气侧受到引风机抽吸的影响，烟气侧的压力处于微负压状态。并且，由于空气预热器的二次风侧均受到送风机的影响，压力升高，风侧与烟气侧之间压力的不同，当空气预热器运转时，空气通过间隙进入烟气侧不可避免[5]。当空气预热器动静间隙相同时，空气预热器冷端空气与烟气之间的压力差与空气密度将远大于预热器热端空气与烟气间的差距以及空气密度。由此可见，当预热器动静间隙相同，空气预热器冷端漏风量远大于热端漏风量，对排烟温度影响较大。

实际上，因空气预热器冷端漏风并未参与进换热，漏风冷却的机理较为简单，主要为：漏风由压力高的空气侧流转至压力较低的烟气侧，致使烟气侧总烟量增加，漏入烟气侧的冷空气直接冷却了锅炉的排烟温度，空气预热器排烟温度降低。

在空气预热器运行过程中，漏风率的变化直接引起了空气冷却烟气强度的变化，排烟温度随之发生变化。因此，当空气预热器漏风率出现偏差时，将会直接影响空气预热器的排烟温度。假设空气预热器的进口烟气温度、进口空气温度不变，空气预热器出口排烟温度在基准工程与实际工程中温度相同，即为理想型无漏风的排烟温度，则基准工程与实际工程之间的不同的原因是空气预热器冷端漏风量不同，导致空气预热器真实出口的排烟温度发生变化。

三、空氣预热器漏风率偏差带来的故障

1.堵灰

低温腐蚀与冷端堵灰是空气预热器冷端漏风带来的主要故障，低温腐蚀将会导致空预器受热面金属板出现破裂穿孔现象，造成空气大量泄漏至烟气区域，导致送风不足，锅炉内部燃烧恶化，对排烟温度带来较大影响，继而影响了锅炉效率。并且，腐蚀现象加重了锅炉积灰，加大了烟气通道的阻力，影响了引风机的应用效率，影响了锅炉燃烧室负压的维持，影响了锅炉的安全运行，增大了电厂发电的投入成本。endprint

2.腐蚀

在锅炉燃烧过程中，烟气内部含有水蒸气与硫酸蒸汽，当烟气进入空气预热器中，烟气温度降低，并接触温度较低的受热面金属板，当受热面温度接近烟气硫酸露点，则硫酸蒸汽将会在金属板上凝结，进而腐蚀金属板，而预热器的漏风率偏差将会降低烟气温度，进而加剧腐蚀现象，影响了锅炉效率。可见漏风率偏差影响排烟温度后对设备带来的危害。

3.磨损

当锅炉燃烧固体燃料过程中，烟气内部将会含有大量的飞灰颗粒，这些飞灰颗粒在高速的烟气带动下，当烟气与空气间进行对流交换期间，直接大力冲刷受热面，进而磨损管壁表面。尤其是在低温受热面中，烟气温度地下，飞灰颗粒出现硬化现象，带来的磨损现象更加严重。

四、三分仓空气预热器防范漏风率偏差的措施

在锅炉选型期间，相关人员应选择适当的磨煤机，燃烧器以及受热面，降低锅炉受热系统的阻力，防止尾部结露现象。（1）在空气预热器设计过程中，技术人员应为空气预热器装置吹灰器、水冲洗装置以及风压测量管道，避免预热器出现堵灰、腐蚀现象，提高空气预热器的质量。（2）在空气预热器操作过程中，相关人员应保障吹灰器装置连续运行，防止油污、硫酸蒸汽附在受热面；注意升温生涯速度，控制烟气量与烟气温度，防止空预器膨胀，增大漏风率。（3）在空气预热去检修阶段，首先，锅炉停止运行时，应根据其运行周期数进行合理水冲洗并烘干，保障受热面的清洁，降低文章上述因素对受热面的影响；其次，调整空预器热端径向密封片，降低漏风率；最后，保障轴向密封板质量，最好采用厂家提供配套密封板，在安装过程中调整间隙，在冷端元件装卸门加装填料后，工作人员应保障其的密闭性良好。

结语

文中主要讲述了回转式空气预热器的工作原理与漏风的形成，作者通过自身工作经验，计算出空气预热器漏风率的公式，并在文中表达出漏风率与烟气侧进入的空气质量与烟气质量的关系，简单阐述了空气预热器漏风率变化对排烟温度的影响。文章最后，笔者简单叙述了空气预热器漏风率偏差带来的故障，以便相关工作人员重视空气预热器漏风率对排烟温度带来影响，对锅炉效率带来的影响，提出了防范空预器漏风率偏差的相应措施，进而改善预热器漏风率的偏差，降低企业成本投入，提高发电效率，促进企业快速发展。

参考文献

[1]王艳红， 李勇， 刘洪宪，等. 空气预热器漏风率变化对鍋炉效率的修正计算[J]. 化工机械， 2014， 41（5）：54-54.

[2]王艳红， 李勇， 刘洪宪，等. 基于空气预热器漏风率偏差的排烟温度影响研究[J]. 锅炉技术， 2015， 46（5）：5-9.

[3]王森， 牛翔宇， 刘卫平，等. 管式空气预热器漏风率对锅炉效率影响的探讨[J]. 天津电力技术，2015（1）：59-60.

[4]黄巧贤，郑文贤，叶向荣.空气预热器漏风率对锅炉热效率的影响及分析[J]. 中国标准化， 2017（4）：23-23.

[5]杜艳青，张春晖，杨迪.回转式空气预热器冷端漏风原因分析及控制措施[J]. 华电技术， 2016， 38（4）：15-17.endprint