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doi:10.16648/jki.1005-2917.2020.01.022
浅谈空气预热器的设计
朱琴芳
（南京汽轮电力工程设计院有限公司，江苏南京 210000）
摘
要： 本文通过对空气预热器的作用，布置，原理等讨论，得出了空预器对全厂经济效益的影响。
关键词： 作用；原理；疏水
1. 空气预热器的作用
生活垃圾焚烧发电既可以避免生活垃圾对土地和环境的污染，还可以让垃圾变废为宝，是一项利国利民 的举措，预计每年可节省煤炭5–6千万吨，每吨生活垃圾焚烧大约可生产出500度电，可以供一个三口之家用3个月左右。但是生活垃圾也存在热值低，水分高的缺点，为了提高垃圾的理论燃烧温度，节约燃料，提供燃烧效率，就需要一个设备来干燥燃料提高空气温度，以利于燃料的着火和燃烧，空气预热器的出现很好的解决了这一难题。
2. 空气预热器的布置
常规设计的空气预热器是利用锅炉等装置的排烟热量来预热的换热器。其作用是降低锅炉等设备的排烟温度，提高热效率，使燃料易于着火、燃烧稳定和提高燃烧效率，它被广泛利用于电力、化工、冶金、食品等许多行业，并取得了良好的经济效益。
垃圾发电厂的空气预热器则是利用蒸汽或烟气余热来提高空气温度的设备，一般分为利用烟气加热的烟气–空气型预热器和利用蒸汽来加热的蒸汽–空气型预热器两种型式[1]。其布置的位置也根据设计有所不同。 2.1 烟气–空气型
导盲仪火力发电厂的空气预热器一般布置在锅炉省煤器的后面，它是通过烟气余热来加热冷空气，但是垃圾焚烧炉的烟气–空气预热器通常布置在对流段的最前面，即过热器之前，通过此处850℃的高温烟气可
以将空气加热至300℃左右再送入焚烧炉，然而垃圾焚烧后烟气中的HC1含量很大[2]，HC1气体的存在会对余热锅炉受热面和检测元件产生严重的低温腐蚀，直接影响了余热锅炉的安全运行和环保要求。这就要求烟气空预器的换热管材必须采用防腐蚀性能很好的耐热不锈钢，这类材料的成本是普通空预器的2–3倍，而且使用寿命只有3–5年左右。另外，因其布置的位置处于炉膛高处，也增加了运行后期的检修和维护难度。
硬盘马达2.2 蒸汽–空气型
蒸汽–空气预热器通常布置在炉膛外部，即锅炉运转层或者炉后位置。它不受烟气的低温腐蚀，一般采用优质的碳钢材料就可以了，空预器的使用寿命为8–10年，投资成本也大大降低。蒸汽–空气预热器是利用蒸汽在降温或冷凝成水时放出大量的热从而使空气温度得到升高。它需要来自锅炉的大量过热蒸汽作为加热介质，可以将助燃空气加热至220℃左右，可以很好的促进热值较低的生活垃圾的焚烧。但是锅炉蒸汽量的减少势必会降低汽轮机进汽量，从而降低了发电量，降低了电厂的经济效益。这也是蒸汽–空气预热器不可忽视的一大缺点。
心理管理3. 蒸汽–空气预热器的工作原理
垃圾发电厂为了使垃圾坑保持负压状态，在垃圾坑上部设抽气风道，由一次风机抽取作为焚烧炉燃烧所需的一次风，很好的防止了垃圾坑臭气外逸污染环境并降低垃圾坑内可燃气体浓度。当垃圾低位热
值达到设计值时，通过启动蒸汽–空气预热器提高进风温度，保证烟气在炉膛出口温度在850℃以上，停留时间不小于2秒，炉渣热灼减率＜3%。每台炉采用一台蒸汽—空气预热器来加热一次风。当一次风被加热到220℃后，沿炉排组下部进入焚烧炉，向上吹至垃圾料层，让垃圾在100～220℃范围内先进行预热，目的是加速垃圾干燥过程，保证高水分、低热值的垃圾充分燃烧。
蒸汽–空气预热器的加热蒸汽来自于汽轮机的抽汽和锅炉产生的饱和蒸汽。空气预热器一般为管式两段式换热器。分两级加热：一级为低压加热段，釆用汽轮机一抽蒸汽加热燃烧空气；二级为高压加热段，采用锅炉出口的饱和蒸汽加热燃烧空气。
蒸汽–空气预热器加热系统设置1台辅助减温减压装置，当汽轮机抽汽不能满足要求或抽汽量不足时，利用辅助减温减压装置将主蒸汽减压后供空气预热器加热用。
当垃圾热值足够高，垃圾低位热值为7500kJ/kg 以上时，空气预热器可不投运。
4. 蒸汽–空气预热器的疏水
空预器低压段加热蒸汽加热一次风后变成饱和水，通过管道输送至除氧器水箱。高压段加热蒸汽加热一次风后，疏水经过闪蒸罐，闪蒸出的二次蒸汽再次进入低压段进行利用，从闪蒸罐出来的饱和水，也通过管道输送至除氧器。
疏水器的选择：经过调研发现，垃圾发电厂的空预器疏水普遍存在疏水不畅的问题。江苏，山东，河南等片区的垃圾发电厂多采用浮球式疏水阀和倒吊桶疏水阀。这两种疏水器在运行初期都能满足疏水要求，但是在运行一点时间后，都出现了疏水能力不足，空预器疏水带汽增加，大大降低了加热蒸汽的利用效率，并且造成了除氧器压力升高的情况，现场只通过打开旁路的方式来满足系统正常运行。在后期改造中，一些电厂将疏水阀更换为汽液两相流疏水阀，经过运行调试，可以很好的控制疏水量，系统也相对稳定。
结语
重型工程洗轮机我们不难发现，国内的许多垃圾发电厂，从电厂系统稳定、设备投资及运营维护成本等多方面进行综合对比，普遍采用蒸汽–空气预热器来提高空气温度，提高全厂的经济效率。而空气预热器的经济性和耐用性则决定了垃圾焚烧电厂连续顺利运行的可能，所以合理选择空预器类型及相关设备，对电厂的安全运行和经济效益都至关重要。
参考文献
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构与小松式肘杆机构的性能，通过设计对比发现小松式肘杆机构的扭矩性能要明显优于传统的曲柄连杆机构，因此它可以应用与大吨位、长行程以及高节拍的应用场合中。
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