空气预热器在锅炉中有什么作用？它的原理是什么？锅炉人必知！

  2024-04-24         0次

空气预热器的类型

根据结构和热交换方式的不同，空气预热器主要分为三种类型：回转式和管式、板式。

1、回转式空气预热器：

回转式空气预热器是再生式空气预热器中应用最为广泛的一种类型。其核心结构包括一个精心设计的缓慢旋转的转子，该转子上密集排列着大量的金属蓄热元件。这些元件具有出色的热吸收与释放性能。

在工作过程中，当转子的一部分浸入高温烟气区域时，金属蓄热元件迅速吸收烟气的热量，实现能量的高效积聚。随着转子的持续旋转，这些已积聚热量的蓄热元件逐渐转出烟气区域，并与新进入的冷空气相遇。在这一过程中，金属蓄热元件将所吸收的热量迅速且有效地传递给冷空气，从而完成空气的预热过程。

这种预热器不仅结构紧凑、换热效率高，而且能够适应多变的工况，因此在锅炉系统中得到了广泛应用。通过回转式空气预热器的运用，可以显著提高锅炉的热效率，降低能耗，为工业生产带来实实在在的经济效益和环境效益。

2、管式空气预热器：

管式空气预热器的核心传热元件是由薄壁钢管构成。其结构多设计为立方形，内部钢管以垂直交错的方式精确排列，两端则稳固地焊接在上下管板上，形成了坚固且热效率高的传热结构。

管式空气预热器的独特之处在于其内部的中间管板设计，这一设计使得烟气能够顺着钢管上下流通，而空气则横向流过预热器。在这种交错流动的过程中，钢管作为优良的导热介质，高效地将烟气的热量传递给横向流过的空气，从而实现了热量的有效传导。

这种预热器不仅结构紧凑，而且传热效率高，能够在较小的空间内实现大量的热量交换，是工业锅炉系统中不可或缺的重要组件。通过管式空气预热器的应用，可以显著提升锅炉系统的热效率，降低能源消耗，为工业生产的节能减排做出积极贡献。

3、板式空气预热器：

板式空气预热器主要由1.5-4mm的薄钢板精密制造而成。这些钢板被精确地焊接成长方形的盒子单元，多个盒子单元再组合成一组，通常整个空气预热器由2-4组这样的盒子构成。在预热器工作过程中，烟气从上至下流经盒子单元的外侧，而空气则横向穿越盒子内部。在盒子的下部，空气流向会发生转变，向上流动，这样设计使得空气能够两次与烟气进行能量交换，形成逆向流动，从而极大地提高了传热效率。

然而，板式空气预热器也存在一些明显的缺点。由于其结构中使用了大量的钢材，导致整体结构较为笨重，不够紧凑。此外，由于焊缝众多，增加了渗漏的风险。正是基于这些原因，板式空气预热器在现代工业中的应用已经逐渐减少。尽管如此，在特定的应用场景中，板式空气预热器仍然能够发挥其独特的优势，为工业生产提供有效的热量回收解决方案。

锅炉空气预热器的作用

锅炉空气预热器是一种专门为提高燃烧效率而设计的设备，其主要作用为：

1、提高锅炉炉膛燃烧效率

为了提升锅炉炉膛的燃烧效率，我们必须确保空气与燃料的充分混合，这是实现高效燃烧的基础。而空气预热器在这一过程中扮演着至关重要的角色。通过预热空气，空气预热器有效地提升了空气的温度。这一提升不仅增加了煤粉的着火温度，还为燃料的充分燃烧提供了更长的时间窗口。这样的优化过程能够显著提高锅炉的热效率，并降低废气排放，从而在提升能源利用效率的同时，也达到了更为环保的燃烧效果。

2、减少锅炉炉膛结露

空气预热器的运行对于减少锅炉炉膛结露现象具有显著效果。通过其高效的工作机制，空气预热器能够有效地调节燃烧室的温度和相对湿度，从而降低炉膛内的结露风险。这种设备的应用不仅优化了燃烧环境，更重要的是，它成功避免了燃烧室内可能出现的冷凝现象，确保了锅炉的稳定运行和延长使用寿命。

3、降低排放物的含量

空气预热器的运行对于降低排放物含量具有至关重要的作用。通过提高燃烧室的温度，它促进了燃料的充分燃烧，从而有效地减少了氮氧化物和二氧化碳等有害排放物的生成。这一环保措施不仅优化了燃烧过程，更在降低环境污染方面发挥了显著作用，为我们的生态环境保护做出了积极贡献。

4、 改善并强化燃烧

经过余热器预热后的空气被注入锅炉炉膛，这一过程显著加速了燃料的干燥、点火与燃烧步骤。得益于预热空气的高效热传递，燃料的水分被迅速蒸发，从而使其更易点燃并维持稳定的燃烧状态。这一优化措施不仅确保了锅炉内的燃烧稳定性，还大幅提升了燃烧效率，为整个系统的能效表现作出了重要贡献。

5、 强化传热

由于锅炉炉内燃烧条件的显著改善与优化，以及注入炉膛的热风温度得到有效提升，炉内的平均温度水平因此得以显著提高。这一变化进而强化了炉膛内的辐射传热过程，使得热能传递更为高效。这样的优化措施对于提升锅炉的整体运行效率和热能利用率具有显著的积极影响。

6、减小炉内损失，降低排烟温度，提高锅炉热效率

炉内燃烧的稳定性增强以及辐射热交换的强化，有效地降低了化学不完全燃烧的损失。此外，空气预热器通过高效利用烟气余热，进一步减少了排烟过程中的热能损失，从而显著提升了锅炉的热效率。根据实践经验，每当空气在预热器中的温度升高1.5℃时，排烟温度可相应下降1℃。若在锅炉烟道中安装空气预热器，并能将空气预热至150-160℃，排烟温度可降低达110-120℃，进而将锅炉热效率提升7%-7.5%。这一优化措施可显著节约燃料消耗，降幅可达11%-12%。

7、热空气可以作燃料干燥剂

在层燃炉的应用中，热空气的使用显著提升了其对燃料的适应性，即使面对水分和灰分含量较高的燃料也能轻松应对，这无疑增强了锅炉的灵活性和应用范围。而在电站锅炉领域，热空气的作用更为凸显，它不仅是制粉系统中不可或缺的干燥剂，有效去除煤粉中的多余水分，确保其稳定燃烧；同时，热空气还作为煤粉输送的重要介质，保障了煤粉从磨煤机至燃烧器的顺畅输送。这些功能都使得热空气在电站锅炉的运行中占据了至关重要的地位。

9、空气预热

锅炉排放的烟气在通过锅炉后依然携带着可观的余热。在这一环节，空气预热器发挥着至关重要的作用，它能够有效地回收并利用这些余热，将其传递给进入的空气，从而提升空气的温度。这一过程不仅提高了能源利用效率，还有助于减少能源浪费，实现更为环保和经济的运行。

10、干燥和脱水

空气预热器不仅具有预热空气的功能，还能有效地蒸发和排出烟气中的水分。为确保其长期稳定运行，空气预热器的结构设计至关重要，必须采取有效的防结露和防腐蚀措施。这些举措能够确保空气预热器在恶劣的工作环境中依然保持优良的性能，从而延长其使用寿命，提高整体运行效率。

锅炉空气预热器的原理

以回转式空气预热器为例，我们来深入探讨其工作原理。在运行过程中，该预热器会进行平稳的旋转。当烟气进入预热器的烟气侧后，它将被有效地引导并排出。在此过程中，烟气中蕴含的热量会被预热器内部的散热片所捕获并吸收。随着预热器的持续旋转，这些散热片会逐渐转移至空气侧，随后将所吸收的热量高效地传递给即将进入锅炉的空气。

在锅炉应用中，空气预热器通常采用三分仓式设计，并配备有先进的火警报警系统、间隙调整系统以及变频控制系统。这些附加系统不仅增强了预热器的安全性和可调性，还为其稳定运行提供了有力保障。由于空气预热器具有使用方便、操作简单、运行安全等诸多优点，并能显著提升锅炉系统的热交换性能，因此，在烟气锅炉系统中，它得到了广泛的推广和应用。

总之，

通过深入了解其工作原理和类型，我们可以更好地理解和利用这一设备，为锅炉的高效、稳定运行提供支持。

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