一、概述
空氣預(yù)熱器是利用煙氣余熱來提高燃燒時所需空氣溫度的熱交換設(shè)備，它裝在鍋爐垂直對流煙道的尾部，是整個鍋爐機(jī)組中金屬溫度最底的受熱面，也是鍋爐沿?zé)煔饬鞒痰淖詈笠粋€受熱面?？諝忸A(yù)熱器是現(xiàn)代鍋爐的重要組成部分。它的工作原理是：受熱面的一側(cè)通過煙氣、另一側(cè)通過空氣，進(jìn)行熱交熱，使空氣得到加熱，提高溫度；使煙氣排煙溫度下降。
空氣預(yù)熱器有如下作用：
1、改善并強(qiáng)化燃燒。 當(dāng)經(jīng)過預(yù)熱器后的熱空氣進(jìn)入爐內(nèi)，加速了燃料的干燥、著火和燃燒過程，保證爐內(nèi)穩(wěn)定燃燒，起著改善、強(qiáng)化燃燒的作用。
2、強(qiáng)化傳熱。 由于爐內(nèi)燃燒得到改善和強(qiáng)化，加上進(jìn)入爐內(nèi)的熱風(fēng)溫度提高，爐內(nèi)平均溫度水平也有提高，從而可強(qiáng)化爐內(nèi)輻射傳熱。
3、提高加熱爐熱效率。 由于爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，輻射熱交換的強(qiáng)化，可以降低化學(xué)不完全燃燒損失；另一方面，空氣預(yù)熱器利用煙氣余熱，減少排煙熱量損失，提高加熱爐熱效率。
二、空氣預(yù)熱器腐蝕現(xiàn)狀
根據(jù)最近幾年我特檢所對丹東各企業(yè)的檢驗發(fā)現(xiàn)，空氣預(yù)熱器普遍出現(xiàn)積灰和腐蝕現(xiàn)象。當(dāng)空氣預(yù)熱器產(chǎn)生積灰時，使?fàn)t膛出口溫度過高，造成加熱爐達(dá)不到額定負(fù)荷運行，而且排煙溫度較高，預(yù)熱器熱效率較低。預(yù)熱器中換熱管的低溫腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重，集灰斗下的排污口就會開始流出“酸水”。隨著時間的推移，腐蝕不斷惡化，影響燃燒器的正常燃燒，燃燒不充分、冒黑煙，加熱爐的熱效率降低、能耗上升，被迫甩掉預(yù)熱器。
三.空氣預(yù)熱器腐蝕原因分析
3.1煙氣露點腐蝕
加熱爐使用的燃料主要是燃料油、瓦斯和煤。造成露點腐蝕的直接原因是含硫燃料在燃燒時生成了含SO2、SO3的煙氣，煙氣經(jīng)過換熱溫度下降，當(dāng)下降到其露點溫度時，煙氣中的可凝結(jié)組分冷凝下來形成露滴—即“結(jié)露”，“結(jié)露”后形成了腐蝕性強(qiáng)的硫酸、亞硫酸溶液，于是對金屬設(shè)備造成腐蝕。
3.2低溫式結(jié)渣
由于燃料中含有灰份，排煙時固體顆粒易沉積在管束部位形成積灰，同時，凝結(jié)在低溫受熱面上的硫酸液體，還會粘附煙氣中的灰塵形成不易清除的粘灰，使煙氣通道不暢甚至堵塞管束，由于積灰在煙氣和管壁之間起隔熱作用，使壁溫降低，容易在積灰下形成低溫露點腐蝕。
3.3空氣預(yù)熱器元件布置緊密
由于空氣預(yù)熱器的傳熱元件布置較緊密，煙氣中的飛灰易沉淀在受熱面上，使氣體流動阻力增加，影響空氣預(yù)熱器的正常工作。此外低溫受熱面積灰將造成金屬壁溫更低，硫酸蒸汽能透過灰層擴(kuò)散到金屬壁上，形成硫酸，使積灰變硬，難以清除。
四、防腐措施探討與建議
4.1 提高入口空氣溫度
提高空氣預(yù)熱器入口的空氣溫度可以提高預(yù)熱器冷端換熱面的壁溫，防止結(jié)露腐蝕。最常用的是采用空氣再循環(huán)的方法，把已預(yù)熱的空氣從再循環(huán)管道引入風(fēng)機(jī)入口和冷空氣混合來提高溫度。在開工和低負(fù)荷運行時，可增大熱風(fēng)的再循環(huán)量。這種方法的缺點是風(fēng)機(jī)消耗電能較多；并且由于縮小了空氣和煙氣之間的溫差，對提高加熱爐熱效率造成不利影響。較理想的方法是，利用裝置的廢氣或低溫?zé)嵩赐ㄟ^暖風(fēng)器，將冷空氣預(yù)熱到60～80℃后，再進(jìn)入空氣預(yù)熱器。另外一種方法是在管式空氣預(yù)熱器內(nèi)將管子水平放置，使煙氣在管外橫流沖刷換熱面，空氣在管內(nèi)縱向流動。這樣設(shè)計的預(yù)熱器，其壁溫比立式（煙氣走管內(nèi)）稍高，則可以完全防止露點腐蝕的發(fā)生。一般為了安全可靠，并考慮到爐子負(fù)荷可能下降、尾部換熱面壁溫不均勻能因素，可取金屬表面溫度比露點溫度高5～10℃。采取這種措施雖然可以防止低溫腐蝕的發(fā)生，但加熱爐的熱效率又受到一定限制。
4.2 嚴(yán)格控制排煙溫度
丹東地處東北，冬夏溫差大，而氣溫的高低會直接影響預(yù)熱器的管壁溫度。氣溫低則排煙溫度低，管箱進(jìn)風(fēng)處的管壁溫度也低，且很可能會低于煙氣露點溫度，只依靠管箱的改造并不能完全避免管壁結(jié)露。所以在實際操作中充分利用熱風(fēng)循環(huán)的辦法提高進(jìn)風(fēng)口處的空氣溫度，從而提高管壁溫度避免露點腐蝕發(fā)生。根據(jù)實際情況，通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量、引風(fēng)量、循環(huán)風(fēng)量控制排煙溫度。
如果預(yù)熱器漏風(fēng)，則預(yù)熱器的煙氣和空氣溫度、壓力都難以保持，必然影響正常的操作，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)露點腐蝕。因此，減少漏風(fēng)是十分重要的。由于預(yù)熱器體積龐大，檢修中焊接工作量大，質(zhì)量難以控制，且無法打壓等手段檢查驗收，只能靠眼睛一點一點的看，在每次檢驗中，都嚴(yán)把檢修質(zhì)量關(guān)，認(rèn)真細(xì)致地檢查不放過任何一個漏點，確保檢驗質(zhì)量。
4.3 降低煙氣中水蒸氣含量
煙氣露點的高低取決于水蒸氣的分壓，而分壓的大小是煙氣中水蒸氣含量的多少所決定的，煙氣中水蒸氣的含量越高，分壓就越大，露點溫度也就越高。在冬季為了防凍，加熱爐的備用火嘴都要通適量的蒸汽，煙氣中水蒸氣的分壓較高，露點溫度就會略有提高，而冬季排煙溫度往往會有所降低，由于這兩方面的原因，使得預(yù)熱器在冬季更容易發(fā)生腐蝕。因此，冬季應(yīng)嚴(yán)格控制火嘴的防凍蒸汽量，不單單是節(jié)能，還對減少煙氣中水蒸氣的含量，避免腐蝕有著重要的意義。
4.4 有效保溫
加熱爐和預(yù)熱器的保溫不僅影響加熱爐的熱效率，而且對防止露點腐蝕也是非常關(guān)鍵的，如果保溫不好，不僅僅降低熱效率，更主要的是煙氣遇到低溫發(fā)生露點腐蝕。所以作好保溫尤為重要。原來企業(yè)普遍采用巖棉板保溫，由于巖棉板難以固定，且板與板之間結(jié)合不緊，結(jié)構(gòu)松散，散熱量較大，影響了預(yù)熱器的保溫效果。近年來，部分企業(yè)預(yù)熱器的保溫材料換成了復(fù)合硅酸鹽，這種保溫材料具有隔熱效果好，便于施工，尤其便于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的施工，整體性好，牢固耐用的特點，保溫效果明顯強(qiáng)于巖棉，降低了預(yù)熱器熱量損失，保證了壁溫，對防止腐蝕起到了十分重要的作用。
4.5 吹灰及清洗管束
2003年以后，每次全面檢驗后企業(yè)都對預(yù)熱器管束進(jìn)行吹灰及清洗工作，吹灰盡可能在鍋爐運行處于高負(fù)荷下進(jìn)行，并且緊接在鍋爐其他部件吹灰之后。，吹灰開始前，切斷空氣再循環(huán)，先用逆流吹灰器吹灰，然后再用順流吹灰器吹灰。一般吹灰時間不少于30min，吹灰所需的蒸汽參數(shù)推薦值：壓力為1.4一1.6MPa，溫度為350℃，蒸汽壓力高于此值應(yīng)降壓使用。在停爐檢驗時，還可采用高壓水清洗的辦法，沖掉管束上的積灰，一方面可以強(qiáng)化傳熱，提高熱效率，更主要的是可以防止過厚的積灰造成管壁溫度過低，引起露點腐蝕。
五、結(jié)束語
在檢驗過程中，我們通過與企業(yè)之間的溝通、探討與協(xié)作，在預(yù)防空氣預(yù)熱器腐蝕上做了大量努力，為加熱爐的正常高效運行和企業(yè)的平穩(wěn)生產(chǎn)提供了可靠的保障。
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