小型层燃锅炉安装空气预热器的利与弊

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1、小型层燃锅炉安装空气预热器的利与弊薛福连(沈阳市辽中县化工总厂,辽宁辽中110200)摘要:提高使用量大的小型层燃锅炉热效率,是节约能源的重要方面,通过安装预热器,调整煤层厚度及煤排走速及合理配风,可大大提高小型层燃锅炉的热效率。关键词:小型层燃锅炉;预热器;热效率中图分类号:TK229.6+1文献标识码:A空气预热器作为锅炉尾部受热面之一,主要应用于重油、燃气、天然气及煤粉为燃料的大型锅炉。上世纪80年代前,10tƒh以下的小型锅炉很少有安装空气预热器的。有一些单位反映由于安装空气预热器成本高,且安装

2、后使得风机耗电量增加,提高了运行成本,认为得不偿失。基实,并非如此,安装空气预热器后锅炉出力明显增加。如我厂安装预热器前后均烧同种煤,安装前,热效率52%,出力为2.6tƒh;安装后,热效率为73%,出力达3.97tƒh,接近设计值。大大缓解了冬季用汽紧张的矛盾。KZL4-13型锅炉用的管式空气预热器高2m,其两端和中间均匀布置三块管板,中间管板比两端管板窄0.3m,紧贴一边布置,用做冷风转向。预热器内错列布置直径40mm×1.5mm薄壁焊管230根,用来走烟气。预热器内的冷风走向为180°双回程,横向

3、冲刷烟管外壁以提高自身温度。锅炉所用煤为一般统配煤,其平均低位发热值Qdw=18000kJƒkg,平均挥发分Vr=30%;燃烧上述煤种时,省煤器后排烟温度Η’=180℃,热损失q2很大。安装空气预热器后,各点温度测试数据如下:预热器入口空气温度t’=20℃;出口空气温度t=70℃入口烟气温度Η’=180℃;出口烟气温度Η’=110℃经查资料计算求得,即193898kJ被炉膛煤火所吸收;按统配煤平均低位发热值Qdw=18000kJ来计算,可节煤27.4kgƒh,每日可节煤0.658t。关于运行成本问题,可

4、根据空气动力学进行分析。鼓风机测:安装空气预热器前,冷风风道一般只有一个90。弯头,有的干脆是直风道,风阻很小。安装空气预热器后,冷空气在预热器内横向冲刷错列管簇,其流程为180°双回程,鼓风机电机额外消耗功率经计算为∃Ng=0.79kW,鼓风机电机日耗电增加了19kWh。引风机由于安装了空气预热器增加风阻∃hy=239.6Pa,引风机电机额外消耗功率为∃Ny=1.27kW;每日耗电30kWh。安装空气预热器前,每台锅炉每日多耗电力49kWh。而安装空气预热器后,每日可节煤0.658t,运行成本每日可降

5、低118.09元;1个采购暖期1台4t快装锅炉可降低运行成本16533元。现从安装成本来进行分析:安装1台空气预热器,用直径40×1.5×2000薄壁焊管230根,约0.62t,其管板、外壳及新增风烟道所用热轧钢板总计重量约为1.7t,即安装1台空气预热器共耗用各类钢材2.3t,约8000元,加上制作安装费1.6万元。安装运行一个采暖期即可收回安装成本。空气预热器的安装形式见图1。1——进烟道2——省煤器3——上清灰门4——预热器5——下清灰门6——出烟道图1铸铁省煤器与空气预热器的配合位置图将省煤器位

6、置提高2.9m,空气预热器安装在省煤器下收稿日期:2003212227作者简介:薛福连(1938—),男,辽宁沈阳人,1962年毕业于华东化工学院化工系,高级工程师。·27·2004年第3期薛福莲:小型层燃锅炉安装空气预热器的利与弊部,这样做既不影响锅炉给水温度,又有利于清灰。有些单位图省事,将预热器直接装在省煤器上部,使尾部烟气先经过空气预热器,再进入省煤器。这样会影响锅炉给水温度,同时也会造成尾部堵灰。尾部烟气在离开空气预热器时,其温度已降至110℃,此温度高于普通烟气露点温度,不会在预热器烟管内壁

7、结露。若烟气中含有少量硫酸蒸汽,则会使烟气露点温度降至100℃以下,使烟管内壁结露,并将烟灰粘在内壁上,形成灰壳;灰壳越积越厚,最后造成堵灰现象。为了清灰方便,在空气预热器与省煤器之间要留出约500mm的空气烟道;同时预热器上下空气烟道均装有清灰门(见图1)。平时将清灰门用门闩扣住,清灰门烟道接触面用石棉毡密封。到停炉检修时,将上下清灰门打开,从上清灰门打开,从上清灰门用绑在细盘条上的圆头钢丝刷子逐根清刷每根烟管内的灰;清灰后,再从下清灰门用铁锹将灰铲走,将上下门闩扣好。总之,安装空气预热器后,无论燃烧

8、何种煤,均会不同程度地提高锅炉出力及热效率。而炉拱的节能改造,一般只是从燃烧低灰发分煤的角度来考虑,煤种适应性具有局限性。安装空气预热器后,司炉人员应根据煤质和燃烧情况,随时调整煤层厚度及煤排走速,并进行合理的配风。目前,在我国北方地区,由于大型锅炉集中供暖的面积还是少数,大部分冬季供暖面积还是要靠10t以下的小型层燃锅炉。因此,很有必要在提高小型层燃燃锅炉热效率上下功夫。(上接第25页)锅炉需要的炉膛截面积要比循环流化床锅炉大2倍～3倍。