空预器及其运行,第一节 空气预热器的型式 空气预热器是利用烟气余热加热燃烧所需要的空气的热交换设备。 1、作用： 1）排烟锅因随蒸汽参数回热循环中用汽机抽汽加热t给水越来越单用省煤器难将排烟到合适温度故用空预器进一步排 2）改善燃料的着火条件和燃烧过q3q4 3) 热空气进炉膛空气吸热量 利于炉膛燃烧温度 强化炉膛的辐射 4)热空气作为煤粉炉制粉系统的干燥剂和输送介质,分类：空气预热器按其换热方式，可分为传热式和蓄热式(再生式)两大类， 1、传热式是指空气和烟气各有自己的通路，热量连续地通过传热面由烟气传给空气，根据结构称为管式 2、蓄热式是烟气和空气交替通过受热面，当烟气通过此受热面时、受热面金属被加热而将热量蓄积起来，当空气通过时，金属将热量释放并加热空气这样反复交替，故又称为再生式空气预热器。根据结构称为回转式,二、管式 、按材料来分：钢管式 铸铁式 玻璃管式 、按布置方式分： 立式：立式钢管式应用多其结构简单，制造方便，漏风 体积耗钢材 大型锅炉及t空气时尾部受热 面布置困难用于中小容量锅炉 卧式：卧式钢管式空气在管内流烟气在管外横向冲刷 t壁t壁立+（10-30）利于减轻烟气侧低温腐蚀 易堵灰一般在燃多重油炉用并配钢珠吹灰 W烟=8-12m/s W空气 =6-10m/s,一、管式空气预热器 管式空气预热器常用于中型以下锅炉、它是由直径4051mm、壁厚为12515mm的有缝薄钢直管与错列开孔的上、下管板焊接而成，形成立体管箱。 对燃煤锅炉，烟气在管内纵向流动，空气在管外空间横向流道，形成交叉换热， 如图10l所示。,为使传热更接近于逆流传热，常采用如图10-2所示的多次交叉型式，即在管箱中加中间管板，形成多次交叉通道。 1、当管箱高度一定时，通道数增加，会使通道高度减小，使空气流动速度增大，流动阻力也会有所增加。采用多通道双面或多面进风，可使进风面增加、空气阻力减小。采用合理的烟气流速，不仅可以提高空气预热器烟气侧的放热系数，而且有较强的自吹灰能力。一般空气预热器中，烟气流速取(1014)m/s 为宜。,按进风方式，管式空预器可分为：单面进风、双面进风。,多道单面进风,多道双面进风,单道单面进风,多道单面双股平行进风,多道多面进风,为经济使用受热面，应使烟气侧放热系数等于空气侧放热系数。当流速相同时，横向冲刷管于的空气比纵向冲剧管子的烟气放热系数大，因而空气流速应比烟气流速低一些，才可使其放热系数相等，故空气流速应是烟气流速的0.40.55倍为宜。 管式空气预热器的下管板承受整个管箱的重量,管箱由支架支承在锅炉钢架上。,错列布置的管子节距 如图10-4所示，管 于对角方向的最小间 隙S“2d应不小于 10mm。 过大，会使管箱体积 增大； 过小，会增加流动阻力.,3.分类：管式空预器、回转式空预器。 （1）管式空预器： 原理：烟气的热量通过 管壁连续地传给空气。 工作过程： 烟气自上而下在管内纵向 通过；空气在管外横向冲 刷。,管式空预器的特点： 优：结构简单，制造、安装、检修方便，工作可靠， 漏风小。 缺：结构尺寸大，金属用量大。 管式空预器应用：中、小容量锅炉。,二、回转式空气预热器 回转式空气预热器是大型火电厂锅炉常采用的设备它是蓄热式(再生式)空气预热器。 优点:与管式空气预热器相比，回转式空气预热器具有结构紧凑、节省钢材、耐腐蚀性好和受热面受到磨损和腐蚀时不增加空气预热器的漏风量等优点。 这是因为，在相同体积内，回转式空气预热器可布置的受热面面积是管式空气预热器面积的68倍，而且采用的是比管式管壁更薄的波形钢板.在相同烟温条件下，回转式空气预热器受热面的壁温比管式的高，而且可以采用耐腐蚀材料，因此，腐蚀相对较轻。,回转式空气预热器最大的缺点是: 漏风量较大及对密封结构要求较高。受热面旋转的回转式空气预热器如图l0-5中所示。,回转式空预器：属于再生式空预器。 工作原理：使烟气和空气交替地通过金属受热面来加热空气。 分类：按转动部件可分为受热面回转式空预器（容克式）、风罩回转式空预器（谬勒式）,国内600MW机组常用的三分仓受热面回转式空预器。,受热面波形板装于圆形简体内圆形筒体被钢板分隔成若干个扇形仓格，每个扇形仓格内装满由金属薄板制成的波形板组件，波形板组件称为预热器蓄热板如图106所示。 蓄热板一般由厚度05125mm薄钢板轧制成波形板和定位板，并要求板上斜波纹与气流方向成300夹角，以便增强气流扰动而改善传热效果。定位板不仅可以蓄热，更为重要的是固定波形板，使之保持一定间距，使气流有一定的流通截面。由于烟气一般自上而下流动、因而圆形筒体内的蓄热板也自上而下具有不同的温度，一般蓄热板分三层安装.,最上部一层称为热端；中间一般也称为中间热端；最下部一层称为冷端。 冷端由于烟气温度较低容易发生低温腐蚀和粘聚性积灰；现代大容量锅炉的回转式空气预热器上、中两部分采用厚度06mm普通钢板制造的波形板；而下部则采用厚度为12mm的耐腐蚀钢板或其他耐磨蚀材料制造的蓄热板。 回转式空气预热器中烟气通道一般占总受热面积的50；空气通道占总面积的30一40；其余部分为密封区，用以防止漏风。,回转式空气预热器是一个转动机械，在动、 静之间总要留一定间隙。在转动过程中，不可避免的会将部分空气带入烟气，这部分漏风称为携带漏风，漏风量一般不会超过1. 由于空气为正压烟气为负压，在压差作用下，空气会通过密封装置的间隙漏入烟气中，这部分漏风称为密封漏风，漏风量一般在8一l0之内。密封漏风是回转式空气预热器的主要漏风，它的大小取决于密封装置的严密程度，是回转式空气预热器运行中的主要问题之一。 危害：漏风不仅会使排烟热损失增大、通风电耗增加，严重时会造成炉膛内助燃空气量不足，从而影响锅炉的出力,回转式空气预热器根据转动部件不同，分为受热面旋转式和风罩旋转式两种。 1受热面旋转的空气预热器 受热面旋转的空气预热器如图105所示。这种空气预热器的受热面筒体是转动的，称为转子，它由中心轴和上下部轴承、径向和横向隔板及内部装置的蓄热板组成。由密封区将烟气和空气隔开。转子转动时，烟气区蓄热板被加热，转至空气区放热并加热空气。其转速一般为24rmin。,径向隔板将转子划分为若干个扇形空间，横向隔板将扇形空间划分为若干个扇形仓格，蓄热板预先组装成扇形组件。锅炉安装时，逐个将组件放入扇形仓格，由转子下端的支承杆支承。此种结构，给在腐蚀或磨损严重需要更换受热面时，带来极大的方便。 每台空气预热器配置一套电驱动装置该装置采用双动力源。除此之外，还配有采用保安电源的辅助驱动装置和手动盘车装置，以供厂用电中断或清洗预热器及检修时使用。 空气预热器外壳呈八角形，转子上端为热端连接板，下部为冷端连接板，如图I07所示。,为减少漏风量，受热面旋转的空气预热器的密封系统由径向密封、轴向密封、旁路密封和转子中心筒密封等系统。另外，还设置了热态扇形板径向密封间隙控制系统，可自动跟踪并调节热端上部径向密封间隙，有效地减少了由于热态蘑菇变形引起的漏风量的增加。 每台空气预热器在烟气侧装有伸缩式吹灰器和固定清洗装置，此装置兼作消防用。,2风罩回转式空气预热器 由于受热面回转式空气预热器转子质量大使得文承轴承负载大。采用风罩旋转式空气预热器可解决上述问题，其结构如图10-8所示。 此种空气预热器的受热面简体是不旋转的，称为静子。其结构与受热面旋转的筒体相同。上下同步旋转的风罩内为空气。 风罩为“8”字形。它将静子截面分为烟气流动区、空气流通区及密封区三部分。,冷空气通过冷风道进入旋转的下风罩，自下 而上流过受热面静子进入同步旋转的上风罩，此时，空气已被加热。由于烟气流动区为两个，静子受热面进行两次吸热和放热，其转速应比受热面旋转的空气预热器要慢一些。大容量机组常采用三分仓式空气预热器，而风罩回转式空气预热器多为双流道风罩转动式空气预热器，其结构如图10-9所示。,风罩回转式空预器（谬勒式空预器）： 原理：受热面和烟罩静止不动，风罩分上、下罩由电机带动同步旋转，风、烟交递通过受热面，经蓄热元件传传热。（受热面不动，风烟移动）,此时上、下风罩分内外两层同轴同步旋转。 内层为一次风罩，外层为二次风罩，均为“8”字形。 风罩回转式空气预热器的密封装置比受热面旋转的空气预热器更复杂，其烟气流通部分也装有吹灰装置，如图1010所示。 吹灰器使用的工质一般取自、级再热器之间喷水减温器之前的蒸汽、蒸汽压力为43MPa，蒸汽温度为4688，蒸汽需经减压至08MPa方可用于吹灰。,吹灰器设计值为：汽耗量为2800 kg/h，汽压为07MPa，汽温为400，吹灰时间一般为2x30min， 除在运行中吹灰外，还应在无负荷 情况下用水进行清洗。,第二节 回转式空气预热器的漏风对策,回转式空气预热器的漏风主要包括携带漏风和密封漏风两种。其中携带漏风量较少、一般不会超过总风量的1；主要漏风则是密封漏风。这主要取决于密封装置是否严密，以及烟气侧和空气侧的压差。 设计和安装良好的回转式空气预热器，其密封漏风量一般为8一10；质量较差时，最高可达20一30。,这将引起送入炉膛的风量不足，严重时，将使锅炉出力下降。同时，由于风量不足，机械未完全燃烧热损失和化学不完全燃烧热损失增加，使锅炉效率下降。由于供氧不足，还会形成还原性气氛，使灰渣熔点下降，严重时，会引起护膛结渣及高温腐蚀。漏风量增加，还会使送风机和引风机的电耗增大，同时造成排烟热损失增加，使锅炉热效率降低。 为减少漏风，回转式空气预热器均装有密封装置：本章将以300Mw机组常采用的三分仓式受热面转动式空气预热器为例介绍空气预热器的密封装置。,三分仓空预器如图1011所示。三分仓圆周角分配如图10-12所示。 三分仓式受热面转动空气预热器结构与二分仓式基本相同，只不过由三对扇形板形成的密封区将受热面分为一次风通道、二次风通道、烟气通道，每个密封区所占角度为15。一次风通道所占角度35。，二次风通道为115。，烟气通道为165。三分仓受热面转动的回转式空气预热器的密封系统由轴向密封、径向密封、环向密封三部分组成。,措施：装径、环和轴向密封 、轴向密封： 作用：防空气通过转子外圆筒和外壳间的空隙漏入烟道 、径向密封： 作用：防止和降低空气穿过过渡区漏入烟气通道 、周向密封： 外周向作用：防空气通过转子外圆筒的上、下端面漏入 外圆筒与外壳间的间隙再漏入烟道 内周向作用：防空气通过轴的上、下端面漏入烟气通道,径向密封系统是由热端扇形板、热端径向密封片和冷端扇形板及径向密封片组成，用于阻止热、冷端面与扇形板之间因压差而存在的漏风。 径向密封片由螺栓固定在受热面径间隔板的冷热端部，如图1013所示。它与扇形板共同组成径向密封系统。 安装时，应通过调整径向密封片的高度，使之与扇形板保持合理的间隙即可。,轴向密封装置由轴向密封片和轴向密封板组成，如图1014所示。 轴向密封片沿转子的轴向高度布置并由螺栓固定于扇形仓格径向隔板的轴向外缘，与转子一同转动。轴向密封板由三块弧形板和调整装置组成，弧形板装置在主壳体的与扇形密封板对应的轴向方向上， 通过外部的螺栓来调整轴向密封板与轴向密封片的间隙，可防止空气从密封区转于外侧漏入烟气中，轴向密封板布置如图l015所示。,环向密封装置也称为旁路密封，如图10-14中所示。 环向密封在转子冷、热端面的整个外侧圆周上，由旁路密封片与“T”型钢组成.“T”字钢连接在转子外圆周的角钢上，旁路密封片由螺栓固定在转子外圆的静止部位。运行时，“T”字钢与转子一起转动，而旁路密封片是静止的。 环向密封是为阻止空气沿转子外表面和主壳体内表面之间的动、静部件间隙通过的密封装置。