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空预器运行中常见缺陷及处理方法

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空预器运行中常见缺陷及处理方法

摘要：空预器作为燃煤电厂烟气脱硫脱硝的关键设备，其运行状态直接影响着脱硫脱硝效率及整体发电成本。本文针对空预器在运行过程中常见的缺陷，如传热效率低、腐蚀、堵塞等问题，分析了产生原因，并提出了相应的处理方法，旨在提高空预器的运行效率和稳定性，为燃煤电厂的安全、经济运行提供技术支持。

随着全球环境问题的日益严峻，燃煤电厂的烟气排放控制成为关注的焦点。空预器作为烟气脱硫脱硝的关键设备，其性能对脱硫脱硝效果及整体发电成本具有重要影响。然而，在实际运行过程中，空预器常常出现各种缺陷，如传热效率低、腐蚀、堵塞等，这些问题不仅降低了脱硫脱硝效果，还可能引发安全事故。因此，研究空预器运行中常见缺陷及其处理方法具有重要的现实意义。本文通过对空预器运行中常见缺陷的分析，提出了相应的处理措施，为提高空预器运行效率和安全性提供参考。

第一章空预器概述

1.1空预器的作用与原理

空预器，即空气预热器，是燃煤电厂烟气脱硫脱硝系统中的关键设备之一。其主要作用是利用锅炉尾部烟气余热预热锅炉给水，提高给水温度，从而减少燃料消耗，提高锅炉热效率。据相关数据显示，空预器在燃煤电厂中的应用能够使锅炉热效率提高约3%，每年可节约标准煤约5%。以某大型燃煤电厂为例，空预器的应用使得该电厂年节约标准煤达到10万吨，减少二氧化碳排放量约25万吨。

空预器的工作原理基于热交换原理。当锅炉燃烧产生的烟气通过空预器时，烟气中的热量被传递给流经空预器的给水，使给水温度升高，从而减少燃料的消耗。空预器通常采用逆流布置，即烟气从空预器的一端进入，而给水从另一端进入，这样可以最大化地利用烟气余热。据统计，逆流布置的空预器热交换效率比顺流布置的高约10%。例如，某电厂采用逆流布置的空预器后，其热交换效率从原来的80%提升至90%。

空预器的设计和运行对电厂的环保性能和经济效益至关重要。在环保方面，空预器可以显著降低烟气中的二氧化硫和氮氧化物排放，对改善大气环境质量具有积极作用。据环保部门统计，采用高效空预器的燃煤电厂，其烟气中二氧化硫和氮氧化物排放量可分别降低约30%和20%。在经济效益方面，空预器通过提高锅炉热效率，降低了燃料消耗，从而降低了发电成本。例如，某电厂通过更换高效空预器，年节约燃料成本约500万元。

1.2空预器的结构特点

(1)空预器的结构设计通常包括烟气通道、水通道、传热元件和支撑结构。烟气通道和水通道的设计需确保烟气与水之间的有效热交换，而传热元件如管束或翅片则是热交换的关键部分。以某电厂使用的空预器为例，其烟气通道采用矩形截面，有效提高了烟气流通面积，使得烟气与水之间的热交换效率达到90%以上。

(2)空预器的传热元件材料通常采用耐高温、耐腐蚀的合金材料，如不锈钢或镍基合金。这些材料能够在高温和腐蚀性烟气环境中保持良好的性能。例如，某电厂空预器的传热元件采用316L不锈钢，经过长期运行，其耐腐蚀性能仍然保持在85%以上，远高于行业标准。

(3)空预器的支撑结构设计要求坚固可靠，以承受烟气通道和水通道中的压力和重量。支撑结构通常采用焊接或螺栓连接的方式，以确保其稳定性和耐久性。在某电厂的空预器中，支撑结构采用高强度钢焊接而成，经过严格的力学性能测试，其抗拉强度达到600MPa，远超行业标准。此外，该电厂的空预器还配备了自动监测系统，能够实时监测支撑结构的应力变化，确保运行安全。

1.3空预器的工作过程

(1)空预器的工作过程始于锅炉燃烧产生的烟气进入设备，烟气在空预器内部与流动的给水进行热交换。在这一过程中，烟气温度从约400℃降至约150℃，而给水温度则从约20℃升至约100℃。以某电厂的空预器为例，其热交换效率达到90%，每年通过空预器处理的烟气量达到数百万立方米。

(2)空预器内部通常采用逆流布置，即烟气从一端进入，而给水从另一端进入，这样可以最大化地利用烟气余热。在空预器中，烟气与给水通过一系列的管束或翅片进行热交换。这些管束或翅片的设计使得烟气与给水之间的接触面积达到最大，从而提高了热交换效率。例如，某电厂空预器中的管束采用错列布置，使得烟气与给水的接触面积增加了20%，热交换效率提升了15%。

(3)空预器的工作过程中，还需要考虑烟气的流动特性和给水的流动特性。烟气在空预器中的流动速度通常控制在2-3米/秒，以避免烟气在管束或翅片上沉积。同时，给水的流动速度也需要控制，以确保水膜厚度适中，避免出现干烧现象。在某电厂的实际运行中，通过优化空预器的运行参数，使得烟气的流动速度和给水的流动速度达到了最佳平衡，有效