空预器结构及运行常见问题.docxVIP

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

空预器结构及运行常见问题

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

空预器结构及运行常见问题

摘要：空预器是现代燃煤锅炉中重要的脱硫设备，其结构及运行状况直接影响着脱硫效率和锅炉的安全稳定运行。本文首先介绍了空预器的结构组成，详细分析了其工作原理及运行过程。接着，针对空预器运行中常见的故障问题，提出了相应的解决方案。最后，通过对空预器运行性能的优化，探讨了提高脱硫效率的方法。本文的研究成果对空预器的结构优化、故障诊断及运行维护具有一定的指导意义。

随着我国经济的快速发展，能源需求不断增长，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。为了减少大气污染，提高能源利用效率，脱硫技术已成为燃煤锅炉技术改造的重要方向。空预器作为脱硫设备的核心部件，其性能的好坏直接关系到脱硫效果。因此，深入研究空预器的结构、运行原理及故障诊断技术，对提高脱硫效率和锅炉的安全稳定运行具有重要意义。本文通过对空预器的研究，旨在为相关领域的科研人员和工程技术人员提供参考。

一、空预器结构及工作原理

1.空预器结构组成

空预器（空气预热器）是燃煤锅炉中用于脱硫的关键设备，其主要功能是通过提高烟气温度来促进脱硫剂与二氧化硫的化学反应，从而降低烟气中的二氧化硫排放。空预器的结构通常由以下几个主要部分组成：

(1)烟气通道：烟气通道是空预器的核心部分，其设计直接影响到脱硫效率。通常，烟气通道采用交错排列的管束，管束可以是圆管或扁管，管径一般在50-100mm之间。这些管束由不锈钢或耐高温合金材料制成，以承受高温烟气的腐蚀和磨损。例如，某型号空预器的烟气通道管束采用Φ76mm的扁管，交错布置，烟气流通面积占总面积的40%，有效提高了烟气的流动速度，增强了脱硫效果。

(2)脱硫剂层：脱硫剂层位于烟气通道和空气通道之间，通常由石灰石或生石灰等脱硫剂填充。脱硫剂的粒度一般在1-5mm之间，填充厚度通常为300-600mm。脱硫剂层的厚度和粒度对脱硫效率有重要影响。以某电厂空预器为例，其脱硫剂层采用CaCO3，粒度为2-3mm，填充厚度为500mm，脱硫效率达到95%以上。

(3)空气通道：空气通道位于脱硫剂层上方，其主要作用是输送新鲜空气，与烟气进行热交换。空气通道通常采用钢板或铝板制成，其结构形式有顺流式和逆流式两种。顺流式空气通道结构简单，但脱硫效率相对较低；逆流式空气通道则能够提高脱硫效率，但同时结构复杂，成本较高。某型空预器采用逆流式空气通道设计，空气流速为2-3m/s，有效降低了烟气温度，提高了脱硫效果。

2.空预器工作原理

空预器的工作原理基于热交换和化学反应，其主要目的是通过提高烟气温度，促进脱硫剂与二氧化硫的化学反应，从而实现脱硫的目的。以下是空预器工作原理的详细描述：

(1)烟气与空气的预热交换：空预器内部设有交错排列的管束，这些管束既可以是圆管也可以是扁管，管径一般在50-100mm之间。当高温烟气通过管束时，会与管外的空气进行热交换，烟气的热量传递给空气，使空气温度升高。以某电厂的空预器为例，其烟气进口温度为150℃，出口温度为120℃，空气进口温度为30℃，出口温度为100℃。通过这种方式，空气温度的提高有助于后续脱硫剂的化学反应。

(2)脱硫剂的化学反应：空气预热后的高温气体进入脱硫剂层，脱硫剂层由石灰石或生石灰等材料填充，粒度一般在1-5mm之间。当烟气中的二氧化硫与脱硫剂层中的氢氧化钙（Ca(OH)2）发生化学反应时，会生成硫酸钙（CaSO4）和水。该反应可表示为：SO2+Ca(OH)2→CaSO3+H2O。随后，硫酸钙进一步与氧气反应生成稳定的硫酸钙，即：2CaSO3+O2→2CaSO4。在某电厂的空预器中，脱硫剂的添加量为每吨煤添加20kg石灰石，脱硫效率可达95%以上。

(3)空气与烟气的逆向流动：为了提高脱硫效率，空预器通常采用逆流式设计，即烟气从下方进入，空气从上方进入。这种设计可以使烟气在脱硫剂层中停留时间更长，从而增加脱硫剂与二氧化硫的接触机会，提高脱硫效率。以某电厂的空预器为例，其逆流式设计使烟气在脱硫剂层中的停留时间达到3-5秒，脱硫效率得到了显著提升。此外，逆流式设计还可以降低烟气出口温度，减少烟气对脱硫剂的冲刷，延长脱硫剂的使用寿命。

3.空预器运行参数

空预器的运行参数对脱硫效率和锅炉的安全稳定运行至关重要。以下是对空预器运行参数的详细描述：

(1)烟气温度：烟气温度是空预器运行的重要参数之一，它直接影响脱硫剂的化学反应速率。通常，烟气温度应控制在120-150℃之间。以某电厂的空预器为例，其烟气进口温度为150℃，出口温度为1