管式空预器核心问题对锅炉能耗的影响及危害

  2026-01-02         0次

一、设备工作原理

管式空预器通过管壁实现烟气与空气的热交换，其核心流场设计为：烟气在管束内部流动，空气在管束外部横向冲刷，以此完成热量传递，保障锅炉燃烧所需的预热空气温度。

二、三大核心问题的机理及能耗影响

（一）积灰问题：热阻攀升与流通受阻的双重困扰

形成机理：烟气中携带的飞灰颗粒，会在管束外壁与管内壁逐步沉积附着，形成致密的积灰层。由于飞灰属于热不良导体，其堆积直接改变设备换热特性。

对能耗的直接影响：

排烟温度显著升高：积灰层构成额外热阻，严重阻隔烟气向空气的传热通道。为达到锅炉燃烧所需的预定空气预热温度，需被迫增加燃料投放量，这会导致烟气初始温度进一步升高，但最终排烟温度仍会出现显著上升。据行业数据统计，排烟温度每升高 15-20℃，锅炉热效率约降低 1%，形成直接且可观的燃料损失。

通风阻力全面增加：

烟气侧：管内积灰导致流通截面积缩小，烟气流动阻力同比增大；

空气侧：管外积灰同样堵塞空气流通通道，造成空气侧压降上升。

风机能耗大幅飙升：为克服两侧增加的通风阻力，引风机与送风机需持续加大出力，导致风机电耗显著增加。极端情况下，风机可能达到设计出力上限，无法满足锅炉满负荷运行需求，被迫降负荷运行，进一步降低机组运行效率。

（二）腐蚀问题：结构损坏与性能不可逆衰退

形成机理：燃料燃烧过程中产生的 SO₃，与脱硝系统氨逃逸生成的硫酸氢铵，在空预器冷端（即烟气出口与空气入口区域）易形成腐蚀性介质。当管壁温度低于酸露点时，硫酸蒸汽会凝结在金属管壁表面，引发严重的酸腐蚀反应。

对能耗的连锁影响：

1.换热面积永久性减少：腐蚀作用导致管壁持续减薄，严重时出现穿孔甚至破裂，使空预器有效换热面积不可逆缩减，直接造成排烟温度持续偏高，锅炉热效率长期处于低位。

2.引发直接漏风：腐蚀穿孔是管式空预器漏风的主要诱因之一，为后续能耗损失埋下隐患。

3.维护成本剧增：更换大量腐蚀钢管需进行长时间停炉检修，不仅产生高额维修费用，更会造成巨大的发电产量损失，进一步恶化机组运行经济性。

（三）漏风问题：能量与动力的双重恶性损失

形成机理：空预器运行过程中，空气侧压力始终高于烟气侧，在腐蚀穿孔部位或设备结构缝隙处，高压空气会持续漏入低压烟气侧，形成漏风通道。

对能耗的灾难性影响：

1.引风机电耗急剧上升：漏入烟气侧的空气最终需全部由引风机抽出，导致引风机运行电流大幅攀升，是电厂厂用电率升高的最主要原因之一。

2.排烟热损失进一步加大：尽管漏入的冷空气会在一定程度上降低排烟温度，但排烟总量（质量流量）因漏风大幅增加，最终导致烟气带走的总热量显著增多，锅炉热效率持续下降。

3.送风机能耗同步增加：为补偿漏失的空气量，确保锅炉燃烧所需的风量平衡，送风机需额外提供更多风量，进一步增加电耗支出。

4.扰乱燃烧工况：漏风会破坏炉膛内的空气动力场与燃烧工况，可能造成燃料燃烧不完全，不仅降低燃烧效率，更会进一步增加燃料消耗量。

三、核心问题的恶性循环与经济损失

综上，积灰、腐蚀、漏风三者并非孤立存在，而是形成 “积灰→腐蚀→漏风” 的恶性闭环：积灰导致换热效率下降，冷端管壁温度降低，加速腐蚀进程；腐蚀造成的管壁损伤直接引发漏风；漏风进一步扰乱流场，加剧积灰与腐蚀，最终导致锅炉煤耗与厂用电率双双大幅上升，运行经济性严重恶化。

以一台 170t/h 锅炉为例，当空预器漏风率达到 10% 时，仅年度运行能耗一项，就会给企业增加上百万元的经济损失，此类问题已成为影响电厂经济效益的关键因素，必须予以高度重视并采取针对性治理措施。