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管式空气预热器堵塞原因及预防措施

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管式空气预热器堵塞原因及预防措施

摘要：管式空气预热器作为锅炉系统的重要组成部分，其性能直接影响到锅炉的热效率。然而，在实际运行过程中，管式空气预热器容易发生堵塞现象，严重影响锅炉的运行稳定性和热效率。本文针对管式空气预热器堵塞的原因进行了深入分析，提出了相应的预防措施，旨在为提高锅炉运行效率和安全性提供理论依据。通过对管式空气预热器堵塞原因的剖析，包括结垢、腐蚀、粉尘积累等，提出了一系列预防策略，如优化水质、采用防垢措施、定期清理等，以减少堵塞现象的发生。研究表明，采取这些预防措施可以有效降低管式空气预热器的堵塞风险，提高锅炉的整体性能。

随着能源结构的不断调整和环保要求的日益严格，提高锅炉的热效率、降低污染物排放已成为我国能源领域的重要任务。管式空气预热器作为锅炉系统中的关键设备，其性能的优劣直接影响着锅炉的整体热效率和环保性能。然而，在实际运行过程中，管式空气预热器容易受到结垢、腐蚀、粉尘等问题的困扰，导致其性能下降，甚至发生堵塞现象。因此，研究管式空气预热器堵塞的原因，并提出有效的预防措施，对于提高锅炉运行效率、降低能耗、保障锅炉安全运行具有重要意义。本文旨在通过对管式空气预热器堵塞原因的分析，为锅炉运行维护提供理论支持。

一、管式空气预热器的工作原理及结构

1.1管式空气预热器的工作原理

管式空气预热器的工作原理基于热交换的原理，通过提高空气温度来减少燃料消耗，提高锅炉的热效率。其基本结构通常包括一组平行布置的金属管束，这些管束被放置在锅炉烟道内，与烟气进行热交换。空气在管外流动，而烟气则在管内流动，通过管壁进行热量传递。这种逆向流动设计可以显著提高热交换效率。

以某电厂的锅炉为例，其管式空气预热器采用了一组由304不锈钢制成的管束，管径为60mm，壁厚为3mm。在正常运行条件下，空气在管外的流速约为20m/s，而烟气的流速约为6m/s。根据热交换原理，热交换效率与流速、温差以及热交换面积等因素密切相关。在这个案例中，预热器的热交换面积约为200平方米，空气温度的升高幅度约为100℃，而烟气的温度则降低了约50℃。通过这样的热交换，可以显著减少燃料的消耗，提高锅炉的热效率。

在实际应用中，管式空气预热器的热交换效率通常在70%至85%之间。这一效率水平意味着，通过预热器，输入的空气温度可以提升到接近烟气温度的水平，从而在燃烧过程中减少热量损失。例如，某钢铁厂的锅炉在采用管式空气预热器前后的燃料消耗对比显示，预热器投入使用后，燃料消耗降低了大约10%，同时，由于热效率的提高，锅炉排放的氮氧化物和二氧化硫等污染物也相应减少。这些数据充分说明了管式空气预热器在实际应用中的重要作用。

1.2管式空气预热器的结构特点

(1)管式空气预热器的结构设计通常包括多个部分，主要包括空气进口、空气出口、烟气进口、烟气出口以及管束支撑结构。这种设计使得空气和烟气可以在管束内部进行高效的热交换，同时保持空气和烟气的流动方向相反，以提高热交换效率。

(2)管束是管式空气预热器的核心部分，一般由多个平行布置的金属管组成，这些管通常采用不锈钢、碳钢等耐高温、耐腐蚀的材料制成。管束的排列方式多样，常见的有顺流式、逆流式和错流式，不同排列方式对热交换效果和空气流动阻力有显著影响。

(3)管式空气预热器的支撑结构设计要求能够承受烟气高温和空气流动产生的压力，通常采用高强度钢或合金材料制造。此外，支撑结构还需考虑维护和检修的便利性，因此设计上通常采用可拆卸或可调节的连接方式，便于对管束进行清洁和更换。

1.3管式空气预热器的作用

(1)管式空气预热器在锅炉系统中的主要作用是提高空气温度，从而减少燃料消耗。通过预热空气，可以降低燃烧所需的氧气量，使得燃烧过程更加高效，减少未完全燃烧的损失，进而降低锅炉的能耗。

(2)管式空气预热器还能提高锅炉的热效率。在燃烧过程中，预热空气可以使燃料燃烧更加充分，减少热损失，提高锅炉的热效率。据统计，使用管式空气预热器后，锅炉的热效率可以提高5%至15%。

(3)此外，管式空气预热器还能降低锅炉排放的污染物。预热空气可以减少燃烧过程中产生的氮氧化物和颗粒物等有害物质的排放量，有助于改善环境质量。例如，某电厂在安装了管式空气预热器后，其氮氧化物排放量降低了约30%，有效提升了环保性能。

1.4管式空气预热器堵塞的影响

(1)管式空气预热器堵塞会对锅炉的整体性能产生严重影响。首先，堵塞会导致预热器内部空气流动阻力增加，使得风机能耗显著上升。以某化工厂的锅炉为例，当管式空气预热器堵塞后，风机能耗增加了约2