鍋爐水熱媒空氣預(yù)熱裝置的原理及應(yīng)用

趙誼

摘 要：進(jìn)入二十一世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，給人類的發(fā)展帶來了非常大的促進(jìn)作用。其中鍋爐的大規(guī)模使用，促進(jìn)了社會生產(chǎn)中的工業(yè)生產(chǎn)與人類生活質(zhì)量的提高，其產(chǎn)生的熱水和蒸汽能夠有效的為人們所用，提升社會生產(chǎn)效率。其中鍋爐水熱煤空氣預(yù)熱裝置的使用能夠有效提高鍋爐的使用效率，促進(jìn)鍋爐的有效使用，從而有效促進(jìn)社會生產(chǎn)的發(fā)展。本文通過以煉油廠動力鍋爐為例，進(jìn)行水熱煤預(yù)熱裝置的介紹，希望對促進(jìn)鍋爐的有效利用，提升社會生產(chǎn)發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：鍋爐；水熱煤空氣預(yù)熱裝置；原理；應(yīng)用

引言

鍋爐是將燃料在燃燒過程中產(chǎn)生的熱量或其他熱能，進(jìn)行有效的發(fā)展和利用，產(chǎn)生特定的溫度、壓力和蒸汽進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)和生活利用。鍋爐作為能量轉(zhuǎn)換裝置，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為需要的能量，而水熱煤空氣預(yù)熱裝置的應(yīng)用，則能夠有效提升鍋爐的使用效率，促進(jìn)鍋爐的應(yīng)用，實現(xiàn)更高水平的發(fā)展。因此要加強(qiáng)鍋爐水熱煤空氣預(yù)熱裝置的研究和應(yīng)用，促進(jìn)其在鍋爐中的應(yīng)用和發(fā)展，實現(xiàn)良好的效果，提高其在鍋爐生產(chǎn)中的應(yīng)用，促進(jìn)鍋爐效率的提升，滿足社會生產(chǎn)和發(fā)展的需要，提升社會發(fā)展效率。

一.鍋爐工作的基本概念

鍋爐是一種熱裝置，其使用燃料或廢熱燃燒之后從工業(yè)生產(chǎn)釋放的熱能，供給到容器中以使水達(dá)到期望的溫度（熱水）或特定的溫度以帶來蒸汽壓力。它由一個“鍋”（即鍋爐體的水壓部分，吸熱部分稱為鍋）和“爐”（即焚燒爐的一部分，產(chǎn)生熱量的部分稱為爐）組成，包括附件和配件。主體部件包括諸如水壁、過熱器和節(jié)熱器的吸熱部件可以被認(rèn)為是鍋，附件燃燒器、燃料泵和引風(fēng)機(jī)可以被認(rèn)為是爐子。鍋爐同時在“鍋”和“爐”中進(jìn)行，并且溫度本身逐漸降低并最終從煙囪排出。

二.鍋爐水熱煤空氣預(yù)熱裝置分析

動力鍋爐是石化公司最重要的耗能設(shè)備，煉油廠的發(fā)電廠主要使用油和天然氣等進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)的蒸汽用于精煉設(shè)備。

1.低溫下露點腐蝕的原理

當(dāng)燃料燃燒時，氫（H2）和氧（O2）反應(yīng)生成水蒸氣（H2O）。大多數(shù)燃燒器是蒸汽霧化的，燃燒后的煙氣中含有大量的物質(zhì)，包括燃料、硫磺、氧化的二氧化硫和煙氣中的蒸汽硫酸（h2so4）等。當(dāng)加熱溫度低于表面露點時，在液體表面用硫酸加熱，凝結(jié)蒸汽用硫酸加熱，表面腐蝕性強(qiáng)。因為它在較低溫度的加熱表面上是腐蝕的，所以它被稱為低溫腐蝕。由于這種腐蝕僅在加熱表面上冷凝后發(fā)生，因此也稱為露點腐蝕。除了燃料中的硫含量之外，露點溫度還取決于諸如過量空氣比和三氧化硫的量等因素。

2.低溫下露點腐蝕的危險

動力鍋爐負(fù)荷頻繁波動，低負(fù)荷運行頻繁，廢氣溫度低，低溫腐蝕會刺破受熱表面并導(dǎo)致其泄漏，潮濕粗糙的表面會增加灰燼的產(chǎn)生，會產(chǎn)生煙霧。并且由于溫度的提高，鍋爐的熱效率就會降低，使得漏氣量增加。其中產(chǎn)生的通風(fēng)阻力就會增加能耗，從而降低鍋爐的自身性能。因此必須定期更換腐蝕的管道或管箱，以增加維護(hù)管理的效率，降低維護(hù)的成本。

3.空氣預(yù)熱器的狀態(tài)

目前動力鍋爐的熱傳媒空氣預(yù)熱器產(chǎn)生的廢氣溫度低，會產(chǎn)生低溫露點腐蝕。更為人所知的問題是低溫區(qū)域的腐蝕和磨損嚴(yán)重的問題，會導(dǎo)致空氣預(yù)熱器漏氣甚至堵塞，對流加熱爐，減少爐內(nèi)空氣量，影響燃燒條件。鍋爐會增加功耗，影響風(fēng)扇輸出，同時，設(shè)備和維護(hù)成本增加，因此鍋爐長時間無法高效工作。所以有必要利用熱傳媒空氣預(yù)熱裝置，進(jìn)行鍋爐的改造，提高鍋爐的使用效率。

三.水熱煤空氣預(yù)熱裝置在鍋爐中作用的原理及應(yīng)用分析

1.工作原理

廢氣熱交換器由低溫分離器組成，鍋爐排出水用作熱量，介質(zhì)在傳熱介質(zhì)之間，設(shè)置一個開放式加熱系統(tǒng)，吸收鍋爐末端輸出端的煙氣余熱，以加熱助燃空氣和鍋爐給水。在104°C和6.0 Mpa的鍋爐給水，由給水加熱器加熱至135°C，然后進(jìn)入廢氣熱交換器吸收鍋爐末端的廢熱。在風(fēng)機(jī)出口處預(yù)熱所需的助燃空氣，在熱交換之后，兩個低溫水重新組合，然后進(jìn)入省煤器以使熱量達(dá)到256℃，然后進(jìn)入蒸汽鼓，使得煙氣的熱量連續(xù)地傳遞到燃燒空氣中。

2.技術(shù)特征

（1）熱傳媒空氣預(yù)熱裝置的工作，不是在普通空氣預(yù)熱器中那樣直接在煙氣和空氣之間進(jìn)行熱交換，而是將煙氣的熱量通過水熱介質(zhì)傳遞到空氣中，從而避免漏氣和漏風(fēng)問題，使空氣預(yù)熱器問題被消除。大量的空氣或煙氣管線簡單且經(jīng)濟(jì)，原煤研磨過程需要熱空氣來加熱和干燥煤。鍋爐的外部空氣由風(fēng)扇供應(yīng)到鍋爐端部煙道的空氣預(yù)熱器，并且由熱空氣中的煙道氣加熱到熱空氣管道中。一部分熱空氣通過粉末分配器進(jìn)入磨煤機(jī)以加熱和干燥煤，煤也是輸送調(diào)色劑的介質(zhì)。

（2）調(diào)整負(fù)荷。鍋爐負(fù)荷的要求，由于加熱后進(jìn)入節(jié)熱器的水溫高于135℃，因此加熱后節(jié)能器的排氣側(cè)壁的溫度高于上水溫，即高于露點溫度，因此完全避免露點問題。露點在低溫下腐蝕，多個水冷壁管設(shè)置在爐子的內(nèi)壁上，并且頂部過熱器設(shè)置在爐子的頂部，并且諸如篩網(wǎng)過熱器的加熱表面設(shè)置在爐子上方。為了防止熔融灰分附著在煙道中的加熱表面上，當(dāng)煙道氣向上流動到達(dá)爐子的上部出口時，溫度低于煤灰的熔點。

（3）水熱煤空氣預(yù)熱裝置的熱交換。焊接和壓力測試全部在工廠進(jìn)行，從而實現(xiàn)工廠制造和現(xiàn)場組裝，這對項目實施非常有利。保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短安裝時間。高溫?zé)煔馔ㄟ^鍋爐的頂部出口離開鍋爐進(jìn)入水平煙囪，與位于水平煙囪中的過熱器進(jìn)行熱交換，表面交換熱量使煙氣連續(xù)釋放熱量并逐漸冷卻，因此離開空氣預(yù)熱器的煙氣溫度通常在110到160度之間。然后使低溫?zé)煹罋馔ㄟ^除塵器以除去大量的飛灰，最后，僅通過引風(fēng)機(jī)將少量細(xì)灰顆粒送入大氣。在爐中燃燒粉煤后產(chǎn)生的大顆?；曳直环湃霠t底冷灰漏斗中，冷卻并固化并落入爐渣裝置中，以形成固體爐渣排出口。

四.結(jié)論

綜上所述，熱傳媒空氣預(yù)熱裝置提高了鍋爐的熱效率，在實際應(yīng)用中取得了良好的效果，具有很好的實用性。因此我們要提高對鍋爐水熱煤空氣預(yù)熱裝置的研究和應(yīng)用，不斷提高我國鍋爐生產(chǎn)的效率，促進(jìn)我國工業(yè)化水平的發(fā)展和進(jìn)步，同時實現(xiàn)對人們生活質(zhì)量的保證，提高人們生活幸福感。要提高對于鍋爐水熱煤空氣預(yù)熱裝置的工作原理的研究和推廣，提高對于鍋爐效率的提升，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]唐孟海，胡兆靈.常減壓蒸餾裝置技術(shù)問答[M].北京：中國石化出版社，2010.

[2]金熙，項成林，齊冬子.工業(yè)水處理技術(shù)問答[M].4版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010

（作者單位：河南油田社區(qū)服務(wù)中心）