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空预器教程

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空预器教程

摘要：空预器作为燃煤锅炉烟气脱硫的关键设备，其性能直接影响脱硫效率。本文详细介绍了空预器的工作原理、结构设计、运行维护以及故障诊断等方面的内容，旨在为空预器的应用提供理论依据和实践指导。通过对空预器的研究，分析了影响空预器性能的因素，提出了提高空预器性能的优化措施。本文共分为六个章节，涵盖了空预器的基础知识、设计原理、运行维护、故障诊断、优化措施以及应用实例等内容。

随着我国经济的快速发展和能源需求的不断增长，燃煤锅炉作为主要的能源消耗设备，其排放的污染物对环境造成了严重的影响。为了减少燃煤锅炉的污染物排放，提高能源利用效率，烟气脱硫技术得到了广泛的应用。空预器作为烟气脱硫的关键设备，其性能直接影响脱硫效率。因此，对空预器的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文旨在通过对空预器的研究，提高我国烟气脱硫技术的水平，为环境保护和能源节约做出贡献。

一、空预器基础知识

1.空预器概述

(1)空预器，全称为空气预热器，是现代燃煤锅炉系统中不可或缺的关键设备。其主要功能是利用锅炉烟气中的热量加热锅炉给水，提高给水温度，从而减少燃料消耗，提高锅炉的热效率。空预器的设计与性能直接关系到锅炉的整体运行效率和环保排放标准。在烟气脱硫和除尘过程中，空预器也扮演着重要角色，能够有效降低烟气中的二氧化硫和颗粒物等污染物排放。

(2)空预器的结构通常由空气侧和烟气侧两部分组成。空气侧主要负责将冷空气加热至一定温度，烟气侧则负责将高温烟气中的热量传递给空气。根据结构形式的不同，空预器可以分为板式、管式、旋流式等多种类型。其中，板式空预器由于其结构紧凑、传热效率高、维护方便等优点，在工业锅炉中得到广泛应用。管式空预器则因其耐高温、耐腐蚀的特点，适用于高温高压的大型锅炉。旋流式空预器则通过增加烟气在设备内的流动路径，提高传热效率，适用于烟气流量较大、温度较高的场合。

(3)空预器的工作原理基于热交换的原理。当烟气流经空预器时，其中的热量通过金属壁面传递给空气，使空气温度升高。同时，空气中的热量传递给锅炉给水，提高给水温度，减少燃料消耗。在烟气脱硫过程中，空预器还能够捕获烟气中的部分硫氧化物，减少排放。空预器的性能受多种因素影响，包括烟气温度、烟气流量、空气流量、空预器结构设计、材料选择等。因此，在设计空预器时，需要综合考虑这些因素，以实现最佳的热交换效果和环保性能。

2.空预器在烟气脱硫中的作用

(1)空预器在烟气脱硫过程中发挥着至关重要的作用。以某电厂为例，该电厂采用湿法脱硫工艺，空预器作为脱硫系统的关键设备，其脱硫效率对整体排放控制至关重要。数据显示，空预器在烟气脱硫中的脱硫效率可达90%以上，显著降低了烟气中的二氧化硫含量。通过空预器，该电厂实现了烟气中二氧化硫排放浓度从1000mg/Nm3降至50mg/Nm3以下，达到了国家环保排放标准。

(2)空预器在烟气脱硫中的另一重要作用是提高脱硫剂的利用率。以某钢铁厂为例，该厂在烟气脱硫过程中采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，空预器有效提高了脱硫剂的利用率。数据显示，空预器使脱硫剂的利用率从原来的50%提高至80%，降低了脱硫剂的使用成本。此外，空预器还能减少脱硫剂在烟气中的流失，降低烟气中的脱硫剂浓度，提高脱硫效果。

(3)空预器在烟气脱硫过程中还具有降低烟气温度、减少露点腐蚀等作用。以某水泥厂为例，该厂在烟气脱硫过程中采用空预器，烟气温度从原来的180℃降至120℃，有效降低了露点腐蚀的风险。此外，空预器还能降低烟气中的水蒸气含量，减少酸雨的形成，对环境保护具有重要意义。通过空预器的应用，该水泥厂实现了烟气中SO2排放浓度从800mg/Nm3降至100mg/Nm3以下，满足了环保要求。

3.空预器的发展历程

(1)空预器的发展历程可以追溯到20世纪初，当时主要用于工业锅炉的烟气预热。随着燃煤锅炉的广泛应用，空预器技术得到了迅速发展。早期的空预器主要采用板式结构，其设计简单，但传热效率较低。这一时期，空预器的主要作用是提高锅炉热效率，减少燃料消耗。

(2)进入20世纪中叶，随着环保要求的提高，空预器在烟气脱硫领域的应用逐渐受到重视。在这一阶段，空预器的结构设计得到了优化，管式空预器因其较高的传热效率和耐高温、耐腐蚀性能而得到广泛应用。同时，为了适应不同工况的需求，空预器的材料选择也更加多样化，如不锈钢、合金钢等。

(3)随着环保法规的日益严格，空预器在烟气脱硫、除尘以及节能方面的作用日益凸显。近年来，空预器技术不断创新，出现了旋流式、波纹式等新型结构，进一步提高了传热效率和脱硫效果。此外，