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空预器堵灰致使差压大分析

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空预器堵灰致使差压大分析

摘要：随着工业生产中燃煤锅炉的广泛应用，空预器作为锅炉的主要辅助设备之一，其运行状态直接影响到锅炉的效率和安全。本文针对空预器堵灰导致差压大的问题，进行了深入分析。通过对空预器结构、工作原理、堵灰机理等方面的研究，提出了堵灰原因及影响差压的机理，并从预防堵灰和解决差压过大的措施进行了探讨。研究表明，采取合理的操作和维护措施，可以有效预防空预器堵灰，确保锅炉安全稳定运行。

空预器（空气预热器）是锅炉的重要辅助设备之一，其主要作用是提高锅炉热效率，降低燃料消耗。然而，在实际运行过程中，空预器堵灰现象时有发生，导致差压增大，严重影响锅炉的运行效率和安全性。近年来，随着我国工业生产的快速发展，燃煤锅炉的使用日益广泛，空预器堵灰问题也日益凸显。因此，对空预器堵灰导致差压大的问题进行研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。本文将从以下几个方面展开论述：空预器结构及工作原理、堵灰机理、差压过大原因分析、预防堵灰及解决差压过大的措施。

一、1.空预器概述

1.1空预器结构

空预器作为一种高效的余热回收设备，其结构设计对于提高锅炉热效率和降低能耗至关重要。空预器主要由空气预热段和烟气预热段组成，两者通过一定角度的交错布置，形成高效的传热面。空气预热段位于锅炉尾部烟道，其结构通常包括多个交错排列的管束，管束外部为冷空气流过，内部为烟气流过。管束的材质通常采用不锈钢或耐高温合金，以确保在高温高压环境下长期稳定运行。

以某电厂300MW锅炉为例，其空预器采用顺流式结构，空气预热段管束数量为120根，管径为φ63mm，烟气预热段管束数量为96根，管径为φ76mm。这种结构设计使得空气和烟气在管束间形成良好的错流，从而提高了传热效率。根据实际运行数据，该空预器在运行过程中，空气预热段的平均温差为30℃，烟气预热段的平均温差为35℃，整体热效率达到90%以上。

此外，空预器的密封结构也是其设计的关键部分。密封结构主要包括端板密封、进出口密封和管板密封等。端板密封通常采用迷宫式密封设计，可以有效防止烟气泄漏和空气泄漏，提高密封效果。进出口密封则采用柔性密封材料，如石棉绳或耐高温橡胶，以适应锅炉运行过程中的温度变化和振动。管板密封则采用焊接或螺栓连接的方式，确保管束与管板之间的密封性。在实际应用中，某电厂空预器的端板密封迷宫深度为8mm，进出口密封石棉绳厚度为6mm，管板密封采用焊接方式，确保了整个空预器的密封性能，有效降低了漏风率。

1.2空预器工作原理

(1)空预器的工作原理基于热交换原理，通过烟气与空气之间的热量传递，提高锅炉的热效率。在锅炉运行过程中，高温烟气从锅炉尾部烟道进入空预器，与冷空气进行热交换，将热量传递给空气，使空气温度升高，从而预热锅炉给水。根据某电厂600MW锅炉的运行数据，空预器入口烟气温度约为400℃，出口烟气温度降至250℃，空气温度从入口的20℃升高至120℃。

(2)空预器内部的热交换过程主要通过管束实现。管束通常采用交错排列的方式，形成复杂的流道，使得烟气与空气在管束间形成良好的错流，增加传热面积和传热效果。以某电厂350MW锅炉为例，其空预器管束面积为1000平方米，管束间距为40mm，通过计算得出，该空预器的传热系数约为10.5W/(m2·K)。

(3)空预器的工作效率还受到烟气流速、空气流速、管束材质等因素的影响。在实际运行中，烟气流速和空气流速的比值通常控制在1:1至1.5:1之间，以确保传热效果和防止磨损。某电厂空预器在正常运行时，烟气流速约为5m/s，空气流速约为3.5m/s。此外，管束材质的选择也至关重要，通常采用不锈钢或耐高温合金，以承受高温高压的环境。根据实际运行数据，该电厂空预器管束的寿命可达8年以上。

1.3空预器类型

(1)空预器按照其结构和工作原理可以分为多种类型，其中最常见的是管式空预器和板式空预器。管式空预器采用管束作为主要传热元件，其结构简单，制造和维护方便。以某电厂300MW锅炉为例，其空预器采用顺流式管式空预器，管束数量为120根，管径为φ63mm，烟气在管内流动，空气在管外流动，热交换效率较高。该空预器的热效率达到90%以上，有效降低了锅炉的燃料消耗。

(2)板式空预器则通过众多平行排列的板片进行热交换，其特点是传热面积大，结构紧凑，适用于烟气温度较高或需要较大传热面积的情况。某电厂600MW锅炉的空预器采用逆流式板式空预器，板片数量为240片，板间距为5mm，烟气在板间流动，空气在板外流动。该空预器在运行过程中，板片表面温度保持在450℃以下，有