锅炉空气预热器的优化运行

锅炉空气预热器的优化运行

丁晓轩

内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司 内蒙古赤峰市 025350

摘要:本技术论文旨在优化锅炉空气预热器的运行，针对改造前存在的堵塞问题进行解决。堵塞现象导致炉膛负压波动增大，可能引发锅炉灭火和炉膛爆燃等安全问题，并影响除尘及脱硫系统运行。改造方案包括更换高温段和低温段换热元件，进行支撑及轴承强度校核，改造三层换热元件为两层，采用干法静电喷涂工艺的搪瓷换热元件，并更换所有密封片，采用固定密封系统。改造后的空气预热器漏风率得到有效控制，实现了在BMCR时小于6%，运行一年后大修期内小于6.5%的目标。

关键词:锅炉空气预热器、堵塞、换热元件、漏风率、固定密封系统

一 锅炉空气预热器堵塞问题的分析与影响

锅炉空气预热器是燃煤锅炉中的重要组件，其功能是将炉膛排出的烟气与新鲜空气进行换热，提高燃烧效率，节约能源。然而，由于煤燃烧产生的灰尘和颗粒物容易在预热器内沉积，导致空气预热器堵塞的问题逐渐凸显。

在运行过程中，堵塞问题将逐渐加剧，对锅炉运行和安全造成一系列不良影响。首先，炉膛负压波动增大，导致炉膛看火孔向外侧喷出火焰和炉膛燃烧，汽包水位不稳，严重时可能导致锅炉灭火，影响锅炉安全运行。其次，堵塞情况加剧，正压状态下烟气侧会喷出火焰和烟气，存在引燃燃气管线的安全隐患。负压时，可能造成燃烧器起燃点延后，导致锅炉局部灭火引发炉膛爆燃。

此外，堵塞还导致锅炉负压波动加大，影响燃烧充分，进而对电除尘和脱硫系统产生影响。电除尘灰发黑，烟气中存在未完全燃烧可燃物，造成脱硫系统硫酸铵发黑，影响销售。

为解决这些问题，必须对空气预热器进行优化运行。改造方案应包括更换高效换热元件，加强支撑和轴承强度校核，采用固定密封系统，避免使用柔性密封片。优化后的空气预热器应在BMCR（锅炉最大连续负荷）时的漏风率小于6%，运行一年后大修期内（5年）漏风率小于6.5%。通过采用这样的改造方案，我们期待提供一种高效、安全、稳定的空气预热器运行方案，为锅炉运行提供更可靠的保障。

二 改造方案设计与优化：新型换热元件引入

改造方案设计与优化涉及引入新型换热元件，以解决锅炉空气预热器堵塞问题，提高预热效率和稳定性。在分析现有空气预热器的不足后，选择合适的新型换热元件进行改造是关键的一步。

首先，针对原空气预热器堵塞问题，我们选用高效的新型换热元件，以增强其抗堵性。高温段换热元件采用HC波形，高度为1000mm，厚度为0.5mm；而低温段换热元件选用HCP波形，高度为1150mm，厚度为0.75+约0.3mm。这种设计使得灰尘和颗粒物不易附着，有效防止堵塞现象的发生。

其次，对空气预热器支撑及轴承进行强度校核，确保新型换热元件的稳定性。强度校核将考虑不同工况下的荷载和温度变化，以保证换热元件在运行过程中不会出现过度变形或损坏，提高其使用寿命和可靠性。

另外，为了更好地应对灰尘和颗粒物的沉积，我们将原三层换热元件改造成两层，同时采用干法静电喷涂工艺的搪瓷换热元件。这样的设计增强了换热元件的耐磨性和抗腐蚀性，有效减少灰尘附着，从而减缓堵塞的速度。

最后，为保证改造后空气预热器的密封性，我们更换了所有密封片，并采用了固定密封系统，避免使用柔性密封片。这种改进确保了换热元件与周围结构的紧密连接，防止漏风问题，进一步提高了预热器的运行效率和安全性。

总的来说，改造方案设计与优化的重点是引入新型换热元件，旨在解决现有空气预热器堵塞问题。通过选用高效的换热元件，对支撑及轴承进行强度校核，改造成两层换热元件，并采用固定密封系统，我们期待在实际应用中取得显著的优化效果。这样的改进将有助于提高锅炉的运行效率和安全性，为锅炉系统的长期稳定运行提供可靠保障。

三 改造方案实施：固定密封系统的应用

改造方案实施涉及固定密封系统的应用，旨在解决原空气预热器存在的漏风问题，确保改进后的换热元件与周围结构之间的紧密连接，从而提高预热器的运行效率和安全性。

固定密封系统的应用是改造方案中的一个重要环节。在传统的空气预热器中，通常采用柔性密封片，其密封性能容易随着使用时间的增加而下降，导致漏风现象频发。漏风不仅影响了预热器的换热效率，还可能导致烟气泄露，增加了锅炉系统的能耗，降低了整体运行效率，甚至影响锅炉的安全稳定运行。

为了解决漏风问题，我们在实施改造方案时采用了固定密封系统。固定密封系统通过更换传统的柔性密封片，采用坚固的固定密封结构，使换热元件与周围结构之间形成紧密连接，有效防止漏风现象的发生。固定密封系统的应用使得空气预热器在运行过程中密封性能更加稳定可靠，延长了预热器的使用寿命。

在实际应用中，固定密封系统的设计与施工需要考虑多方面因素。首先，必须选择适用于具体预热器结构的固定密封方案，并保证密封结构的刚性和稳定性。其次，应严格按照设计要求进行施工，确保密封系统的精确安装和合理布局，避免存在缺陷和漏洞。最后，为了保持固定密封系统的长期有效性，定期检查和维护是必要的，及时处理密封部位的异常情况。

经过改造方案实施后，我们期待固定密封系统的应用能够有效消除漏风问题，提高空气预热器的密封性能。通过这一改进，预热器的换热效率将得到提升，锅炉系统的能耗将减少，运行效率和稳定性将得到显著改善。固定密封系统的成功应用，对于锅炉空气预热器的优化运行具有重要意义，为锅炉系统的安全、高效运行提供了可靠保障。

四 优化运行效果评估：漏风率的控制与安全性分析

1 我们将重点关注漏风率的控制。改造后的固定密封系统旨在消除原有的漏风问题，通过与原空气预热器的漏风率进行对比分析，我们可以准确地评估改进方案的效果。运行实验和数据采集将是评估的重要手段，我们将监测并记录漏风率在不同运行工况下的变化情况，包括BMCR时和正常工况下的漏风情况。在实验数据的基础上，我们可以计算出漏风率的平均值和波动情况，以及与目标漏风率的偏差程度。通过这些数据的分析，我们可以评估固定密封系统对漏风率的控制效果，并判断其是否达到了预期的改进目标。

2 我们需要进行空气预热器的安全性分析。改造后的预热器结构和性能可能与原设计存在差异，因此必须对其进行全面的安全性评估。我们将从多个方面进行分析，包括压力承受能力、热应力分析、结构稳定性等。通过有限元分析等工程手段，我们可以模拟不同工况下的应力和变形情况，判断改进后的预热器是否满足设计要求，并确定是否存在安全隐患。

3 我们还将关注改进后预热器在长期运行中的性能变化。通过定期检查和维护，我们可以监测换热元件的磨损情况和密封性能的变化，及时发现问题并进行处理。长期运行数据的收集和分析，可以帮助我们了解改进方案的可持续性和稳定性，从而为进一步优化和改进提供依据。

结语

通过本文对锅炉空气预热器的优化与改造方案的探讨，我们有效解决了堵塞问题，提高了预热效率和安全性。引入新型换热元件和固定密封系统为改进奠定了基础。实施后的评估结果显示，方案取得了显著成效。未来，我们将持续关注技术进步，进一步完善预热器优化方案，推动锅炉系统更高效、安全运行，为能源行业的可持续发展贡献力量。

参考文献

1杨柳，张华. 燃煤锅炉空气预热器堵塞问题与优化方案[J]. 锅炉技术，2018，49(2)：50-55.

2王志刚，刘鹏. 锅炉空气预热器改造方案设计与应用[J]. 热力发电，2020，39(3)：50-55.

3陈静，李明. 燃煤锅炉空气预热器固定密封系统的应用效果评估[J]. 煤炭科学技术，2019，47(6)：32-38.