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空气预热器换热原理

空气预热器是布置在尾部烟道上利用排烟余热将空气预热到所需温度的热交换器。

当空预器换热元件经过烟气侧时，烟气携带的一部分热量就传递给换热元件；而换热元件经过空气侧时又把热量传递给空气。这样空预器回收了烟气的热量，降低了排烟温度，提高了燃料与空气的初始温，强化了燃料的燃烧，因而进一步提高了锅炉效率。

烟气低温腐蚀

烟气低温腐蚀是指当锅炉的排烟温度烟气的酸时，在锅炉的低温受热面上会凝结烟气中的水蒸气和硫酸蒸气，凝结的水蒸气和硫酸蒸气与传热管壁的金属材质发生化学反应，生成金属硫酸盐，导致管壁处腐蚀，随着反应时间的延长，管壁处发生积灰，积灰导致传热管的传热性能减弱，受热面壁温因此降低。

控制锅炉烟气低温腐蚀从理论上来说就是控制锅炉低温受热面的金属壁温要高于烟气的温度，烟气的温度一般 75 ℃。从电厂的实际运行结果看，锅炉空预器的冷端壁温只要高于 75 ℃，就能够避免发生烟气低温腐蚀。而在冬季工况和机组低负荷工况的情况下，锅炉低温受热面的金属壁温较正常工况下有所下降，需要采取有效的设计措施以防止发生结露现象，才能避免发生低温腐蚀现象。通常采取的措施是增加暖风器设计，在冬季工况下，通过暖风器换热将锅炉进风温度提高到 20℃；在机组低负荷工况下，也可通过暖风器换热将锅炉进风温度提高到适当温度。以防止烟气的低温腐蚀，同时增加了烟气余热利用率。

对空预器的改造

脱硝系统中当氨的逃逸量为 1 μL/L 以下时，烟气中的氨含量很少，NH4HSO4生成量也很少，此时空预器的堵塞现象较轻；当氨逃逸量增加到 2 μL/L时，空预器正常运行 0.5 年后发生明显的堵塞现象；当氨逃逸量增加到 3 μL/L 时，空预器正常运行 0.5年堵塞现象严重。因此，控制氨逃逸量是保证空预器性能的关键。脱硝系统实际运行过程中，造成氨逃逸率高的原因主要是催化剂活性降低、NOx和NH3浓度场分布不均匀以及氨过喷。NOx和 NH3浓度场分布不均匀可通过调整喷氨的各阀门开关程度调整浓度场分布。SCR 催化剂的使用寿命一般为3 年。在催化剂使用 15 000～20 000 h 后，其活性通常约降低 1/3。此时如果要提高 NOx转化率，需要增大催化剂的注入量，但这又会造成 NH3逃逸水平的 （＞5 μL/L）。因此，工程中采用通过预留催化剂将来层的方法来控制 NH3逃逸率，即在 SCR 投运的初始阶段，使用 2 层或 3 层催化剂；2 年后，新增 l 层催化剂；3 年后，更换已到使用寿命的催化剂，确保 NH3逃逸率始终控制在 3 μL/L 以下。