空氣預(yù)熱器在鍋爐中有什么作用？它的原理是什么？鍋爐人必知！

  2024-04-24         0次

空氣預(yù)熱器的類型

根據(jù)結(jié)構(gòu)和熱交換方式的不同，空氣預(yù)熱器主要分為三種類型：回轉(zhuǎn)式和管式、板式。

1、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器：

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是再生式空氣預(yù)熱器中應(yīng)用最為廣泛的一種類型。其核心結(jié)構(gòu)包括一個精心設(shè)計的緩慢旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子上密集排列著大量的金屬蓄熱元件。這些元件具有出色的熱吸收與釋放性能。

在工作過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)子的一部分浸入高溫?zé)煔鈪^(qū)域時，金屬蓄熱元件迅速吸收煙氣的熱量，實(shí)現(xiàn)能量的高效積聚。隨著轉(zhuǎn)子的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，這些已積聚熱量的蓄熱元件逐漸轉(zhuǎn)出煙氣區(qū)域，并與新進(jìn)入的冷空氣相遇。在這一過程中，金屬蓄熱元件將所吸收的熱量迅速且有效地傳遞給冷空氣，從而完成空氣的預(yù)熱過程。

這種預(yù)熱器不僅結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高，而且能夠適應(yīng)多變的工況，因此在鍋爐系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。通過回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的運(yùn)用，可以顯著提高鍋爐的熱效率，降低能耗，為工業(yè)生產(chǎn)帶來實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

2、管式空氣預(yù)熱器：

管式空氣預(yù)熱器的核心傳熱元件是由薄壁鋼管構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)多設(shè)計為立方形，內(nèi)部鋼管以垂直交錯的方式精確排列，兩端則穩(wěn)固地焊接在上下管板上，形成了堅固且熱效率高的傳熱結(jié)構(gòu)。

管式空氣預(yù)熱器的獨(dú)特之處在于其內(nèi)部的中間管板設(shè)計，這一設(shè)計使得煙氣能夠順著鋼管上下流通，而空氣則橫向流過預(yù)熱器。在這種交錯流動的過程中，鋼管作為優(yōu)良的導(dǎo)熱介質(zhì)，高效地將煙氣的熱量傳遞給橫向流過的空氣，從而實(shí)現(xiàn)了熱量的有效傳導(dǎo)。

這種預(yù)熱器不僅結(jié)構(gòu)緊湊，而且傳熱效率高，能夠在較小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大量的熱量交換，是工業(yè)鍋爐系統(tǒng)中不可或缺的重要組件。通過管式空氣預(yù)熱器的應(yīng)用，可以顯著提升鍋爐系統(tǒng)的熱效率，降低能源消耗，為工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能減排做出積極貢獻(xiàn)。

3、板式空氣預(yù)熱器：

板式空氣預(yù)熱器主要由1.5-4mm的薄鋼板精密制造而成。這些鋼板被精確地焊接成長方形的盒子單元，多個盒子單元再組合成一組，通常整個空氣預(yù)熱器由2-4組這樣的盒子構(gòu)成。在預(yù)熱器工作過程中，煙氣從上至下流經(jīng)盒子單元的外側(cè)，而空氣則橫向穿越盒子內(nèi)部。在盒子的下部，空氣流向會發(fā)生轉(zhuǎn)變，向上流動，這樣設(shè)計使得空氣能夠兩次與煙氣進(jìn)行能量交換，形成逆向流動，從而極大地提高了傳熱效率。

然而，板式空氣預(yù)熱器也存在一些明顯的缺點(diǎn)。由于其結(jié)構(gòu)中使用了大量的鋼材，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)較為笨重，不夠緊湊。此外，由于焊縫眾多，增加了滲漏的風(fēng)險。正是基于這些原因，板式空氣預(yù)熱器在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)逐漸減少。盡管如此，在特定的應(yīng)用場景中，板式空氣預(yù)熱器仍然能夠發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢，為工業(yè)生產(chǎn)提供有效的熱量回收解決方案。

鍋爐空氣預(yù)熱器的作用

鍋爐空氣預(yù)熱器是一種專門為提高燃燒效率而設(shè)計的設(shè)備，其主要作用為：

1、提高鍋爐爐膛燃燒效率

為了提升鍋爐爐膛的燃燒效率，我們必須確保空氣與燃料的充分混合，這是實(shí)現(xiàn)高效燃燒的基礎(chǔ)。而空氣預(yù)熱器在這一過程中扮演著至關(guān)重要的角色。通過預(yù)熱空氣，空氣預(yù)熱器有效地提升了空氣的溫度。這一提升不僅增加了煤粉的著火溫度，還為燃料的充分燃燒提供了更長的時間窗口。這樣的優(yōu)化過程能夠顯著提高鍋爐的熱效率，并降低廢氣排放，從而在提升能源利用效率的同時，也達(dá)到了更為環(huán)保的燃燒效果。

2、減少鍋爐爐膛結(jié)露

空氣預(yù)熱器的運(yùn)行對于減少鍋爐爐膛結(jié)露現(xiàn)象具有顯著效果。通過其高效的工作機(jī)制，空氣預(yù)熱器能夠有效地調(diào)節(jié)燃燒室的溫度和相對濕度，從而降低爐膛內(nèi)的結(jié)露風(fēng)險。這種設(shè)備的應(yīng)用不僅優(yōu)化了燃燒環(huán)境，更重要的是，它成功避免了燃燒室內(nèi)可能出現(xiàn)的冷凝現(xiàn)象，確保了鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行和延長使用壽命。

3、降低排放物的含量

空氣預(yù)熱器的運(yùn)行對于降低排放物含量具有至關(guān)重要的作用。通過提高燃燒室的溫度，它促進(jìn)了燃料的充分燃燒，從而有效地減少了氮氧化物和二氧化碳等有害排放物的生成。這一環(huán)保措施不僅優(yōu)化了燃燒過程，更在降低環(huán)境污染方面發(fā)揮了顯著作用，為我們的生態(tài)環(huán)境保護(hù)做出了積極貢獻(xiàn)。

4、 改善并強(qiáng)化燃燒

經(jīng)過余熱器預(yù)熱后的空氣被注入鍋爐爐膛，這一過程顯著加速了燃料的干燥、點(diǎn)火與燃燒步驟。得益于預(yù)熱空氣的高效熱傳遞，燃料的水分被迅速蒸發(fā)，從而使其更易點(diǎn)燃并維持穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)。這一優(yōu)化措施不僅確保了鍋爐內(nèi)的燃燒穩(wěn)定性，還大幅提升了燃燒效率，為整個系統(tǒng)的能效表現(xiàn)作出了重要貢獻(xiàn)。

5、 強(qiáng)化傳熱

由于鍋爐爐內(nèi)燃燒條件的顯著改善與優(yōu)化，以及注入爐膛的熱風(fēng)溫度得到有效提升，爐內(nèi)的平均溫度水平因此得以顯著提高。這一變化進(jìn)而強(qiáng)化了爐膛內(nèi)的輻射傳熱過程，使得熱能傳遞更為高效。這樣的優(yōu)化措施對于提升鍋爐的整體運(yùn)行效率和熱能利用率具有顯著的積極影響。

6、減小爐內(nèi)損失，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率

爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性增強(qiáng)以及輻射熱交換的強(qiáng)化，有效地降低了化學(xué)不完全燃燒的損失。此外，空氣預(yù)熱器通過高效利用煙氣余熱，進(jìn)一步減少了排煙過程中的熱能損失，從而顯著提升了鍋爐的熱效率。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，每當(dāng)空氣在預(yù)熱器中的溫度升高1.5℃時，排煙溫度可相應(yīng)下降1℃。若在鍋爐煙道中安裝空氣預(yù)熱器，并能將空氣預(yù)熱至150-160℃，排煙溫度可降低達(dá)110-120℃，進(jìn)而將鍋爐熱效率提升7%-7.5%。這一優(yōu)化措施可顯著節(jié)約燃料消耗，降幅可達(dá)11%-12%。

7、熱空氣可以作燃料干燥劑

在層燃爐的應(yīng)用中，熱空氣的使用顯著提升了其對燃料的適應(yīng)性，即使面對水分和灰分含量較高的燃料也能輕松應(yīng)對，這無疑增強(qiáng)了鍋爐的靈活性和應(yīng)用范圍。而在電站鍋爐領(lǐng)域，熱空氣的作用更為凸顯，它不僅是制粉系統(tǒng)中不可或缺的干燥劑，有效去除煤粉中的多余水分，確保其穩(wěn)定燃燒；同時，熱空氣還作為煤粉輸送的重要介質(zhì)，保障了煤粉從磨煤機(jī)至燃燒器的順暢輸送。這些功能都使得熱空氣在電站鍋爐的運(yùn)行中占據(jù)了至關(guān)重要的地位。

9、空氣預(yù)熱

鍋爐排放的煙氣在通過鍋爐后依然攜帶著可觀的余熱。在這一環(huán)節(jié)，空氣預(yù)熱器發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它能夠有效地回收并利用這些余熱，將其傳遞給進(jìn)入的空氣，從而提升空氣的溫度。這一過程不僅提高了能源利用效率，還有助于減少能源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)更為環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

10、干燥和脫水

空氣預(yù)熱器不僅具有預(yù)熱空氣的功能，還能有效地蒸發(fā)和排出煙氣中的水分。為確保其長期穩(wěn)定運(yùn)行，空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要，必須采取有效的防結(jié)露和防腐蝕措施。這些舉措能夠確?？諝忸A(yù)熱器在惡劣的工作環(huán)境中依然保持優(yōu)良的性能，從而延長其使用壽命，提高整體運(yùn)行效率。

鍋爐空氣預(yù)熱器的原理

以回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器為例，我們來深入探討其工作原理。在運(yùn)行過程中，該預(yù)熱器會進(jìn)行平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)煙氣進(jìn)入預(yù)熱器的煙氣側(cè)后，它將被有效地引導(dǎo)并排出。在此過程中，煙氣中蘊(yùn)含的熱量會被預(yù)熱器內(nèi)部的散熱片所捕獲并吸收。隨著預(yù)熱器的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，這些散熱片會逐漸轉(zhuǎn)移至空氣側(cè)，隨后將所吸收的熱量高效地傳遞給即將進(jìn)入鍋爐的空氣。

在鍋爐應(yīng)用中，空氣預(yù)熱器通常采用三分倉式設(shè)計，并配備有先進(jìn)的火警報警系統(tǒng)、間隙調(diào)整系統(tǒng)以及變頻控制系統(tǒng)。這些附加系統(tǒng)不僅增強(qiáng)了預(yù)熱器的安全性和可調(diào)性，還為其穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。由于空氣預(yù)熱器具有使用方便、操作簡單、運(yùn)行安全等諸多優(yōu)點(diǎn)，并能顯著提升鍋爐系統(tǒng)的熱交換性能，因此，在煙氣鍋爐系統(tǒng)中，它得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。

總之，

通過深入了解其工作原理和類型，我們可以更好地理解和利用這一設(shè)備，為鍋爐的高效、穩(wěn)定運(yùn)行提供支持。

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