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电站锅炉空气预热器严重腐蚀的原因

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电站锅炉空气预热器严重腐蚀的原因

摘要：电站锅炉空气预热器作为锅炉系统中重要的热交换设备，其性能直接影响着锅炉的热效率和安全运行。然而，在实际运行过程中，空气预热器常常出现严重腐蚀现象，严重影响了锅炉的正常运行和寿命。本文针对电站锅炉空气预热器严重腐蚀的原因进行了深入研究，分析了腐蚀产生的原因，并提出了相应的预防措施，为提高电站锅炉空气预热器的使用寿命和安全性提供了理论依据和实践指导。

随着我国电力工业的快速发展，电站锅炉作为电力生产的重要设备，其性能和安全性越来越受到关注。空气预热器作为电站锅炉系统中关键的辅助设备，其性能直接影响着锅炉的热效率。然而，在实际运行过程中，空气预热器经常出现腐蚀现象，严重影响了锅炉的正常运行和寿命。因此，研究电站锅炉空气预热器腐蚀的原因，并提出有效的预防措施，对于提高电站锅炉的安全性和可靠性具有重要意义。本文通过对电站锅炉空气预热器腐蚀原因的分析，旨在为电站锅炉的安全运行提供理论支持和实践指导。

一、电站锅炉空气预热器概述

1.1空气预热器的作用与结构

(1)空气预热器在电站锅炉系统中扮演着至关重要的角色，其主要作用是利用锅炉尾部烟气余热加热进入锅炉的空气，从而提高锅炉的燃烧效率。这一过程不仅减少了烟气的排放量，降低了能源消耗，还显著提升了锅炉的热效率。据相关数据显示，通过安装空气预热器，锅炉的热效率可以提高大约5%至10%，这对于大型电站锅炉而言，意味着每年可以节省大量的燃料成本。

(2)空气预热器的结构设计复杂且精密，主要由壳体、传热管束、进出口管道、保温层等部分组成。其中，传热管束是空气预热器的核心部件，通常采用螺旋形或交错排列的钢管，以最大化热交换面积。以某大型电站锅炉为例，其空气预热器的传热管束总面积可达数百平方米，通过精心设计的管束结构，实现了烟气与空气之间的充分热交换。此外，为了提高热效率，现代空气预热器还常常采用强化传热技术，如增加翅片、优化管径等。

(3)空气预热器的设计与制造需考虑多方面的因素，包括锅炉的规格、烟气温度、空气流量、工作环境等。例如，某电站锅炉的空气预热器在设计时，需要考虑到锅炉的蒸发量、烟气出口温度、入口空气温度等参数，以确保空气预热器能够在规定的工况下稳定运行。在实际应用中，空气预热器的选型及设计往往需要结合具体的工程案例，通过模拟计算和实验验证，确保其满足锅炉系统的热力性能要求。

1.2空气预热器的工作原理

(1)空气预热器的工作原理基于热交换的原理，通过利用锅炉尾部高温烟气中的热量加热进入锅炉的空气，从而提高空气的温度，增强燃烧效率。这一过程主要发生在空气预热器的传热管束中，管束由一系列排列紧密的金属管组成，这些金属管通常采用耐高温、耐腐蚀的合金材料制造。以某典型电站锅炉为例，其空气预热器的烟气进口温度约为450℃，而空气进口温度仅为150℃，通过热交换，空气温度可以提升至300℃左右。

(2)烟气在空气预热器内流动时，与管束外部的空气进行热交换。烟气通常在管束内部流动，而空气则在管束外部流动，两者之间通过管壁进行热量传递。这种逆流布置方式能够最大化热交换效率，因为高温烟气与低温空气接触面积大，热量传递速度快。以某电厂的空气预热器为例，其热交换效率可达到90%以上，这意味着有超过90%的烟气热量被传递给了空气。

(3)空气预热器的工作过程还涉及到流动阻力、传热系数、管壁温度等因素。为了减少流动阻力，空气预热器的管束设计通常采用优化流道形状和增加翅片的方法。同时，传热系数的提高也是通过增加管壁粗糙度、使用强化传热材料等手段实现的。在某电厂的案例中，通过对空气预热器进行改造，将传热系数从原来的0.3W/m2·K提升至0.5W/m2·K，显著提高了整体的热交换效率。此外，管壁温度的控制也是关键，过高或过低的管壁温度都会影响热交换效果和设备寿命。因此，在设计和运行过程中，需要精确控制烟气温度和空气温度，以确保空气预热器能够稳定、高效地工作。

1.3空气预热器的主要类型

(1)空气预热器根据其结构和工作原理，主要分为板式、管式和回转式三种类型。板式空气预热器利用金属板片间的缝隙进行热交换，结构紧凑，适用于烟气温度较低的环境。例如，某电厂使用的板式空气预热器，其板片厚度仅为1.5mm，烟气流通面积达到100平方米。

(2)管式空气预热器是最常见的类型，其核心部件为螺旋形或交错排列的金属管束，适用于烟气温度较高的工况。管式空气预热器又可分为顺流式和逆流式两种，逆流式因热交换效率更高而被广泛应用。在某大型电站锅炉中，采用的逆流式管式空气预热器，其