四分仓空气预热器传热与结构分析

四分仓空气预热器传热与结构分析

摘要：国家节能减排以及环保压力的增大，为了改善这一状况，则四分仓空气

预热器衍生出来，该空气预热器在较短的时间里得到了快速的发展，且优势较多，如低漏风率、大容量、可靠性高等特点。但是四分仓由于其结构的复杂化、传热

机制的复杂化，使得在发展的过程中会受到一定限制，为此，本文重点针对四分

仓空气预热器传热过程以及节后展开详细的分析，以推动四分仓空气预热器的广

泛应用。

关键词：四分仓；空气预热器；传热；结构

引言

在我国大型的电站锅炉的使用中，其最主要的构成部分包括空气预热器，空

气预热器具有的特点主要包括传热面的密度较高、其结构较为密集化、钢耗少等

特点，是大型锅炉中常见的辅助性设备，目前，国家在研发中已将原有的二分仓

空气预热器进行改进，改为四分仓空气预热器，且得到了广泛的使用，为了使得

四分仓空气预热器传热效果更好。文章将重点针对四分仓预热器的传热过程即传

热效果、结构等进行分析，具体分析内容如下。

1空气预热器概述

所谓空气预热器指的是一种为了能够提高锅炉热交性能，有效地降低能量效

果消耗的设备，该设备主要是将锅炉尾部烟道中所产生的烟气，通过空气预热器

中的内部散热片（蓄热元件）进行预热处理，从而使得受热面达到一定温度，通

过空气预热器的处理方式，可以在节约能源消耗下，使其温度达到预定标准。该

设备一般分为板式、回转式以及管式几种类型。

2四分仓回转式空预器的结构

2.1转子结构分析

在四分仓回转式空气预热器在运转的过程中，最主要的目的是为了传热，而

在该空气预热器中起到装载元件的重要组成部分，则是转子结构。转子结构中具

体包括转子的外壳部分、中心筒部分以及转子中若干半径向部分、密封隔板几个

重要的部分组合而成转子结构[1]。在四分仓回转空气预热器系统中，主要是密封

式节后，该密封式结构中扇形仓格总共有48个，是由同等数量的径向板将其分

割而成，在所划分的每个扇形仓格中，每个仓格的角度大小未7.5°，除此之外，

在整个转子部件中由24块径向隔板将其转子隔成了扇形仓格共计24个，每一个

扇形仓格所划分的角度为15°角，在这24个扇形仓格中有布置了多个周向隔板组成，其中还有多个梯形的小仓室沿着径向的方向所组成，这些梯形小仓室中则放

置了蓄热元件。在大型的空预器当中转子常采用的结构是模数仓结构，模数仓格

式结构中主要由中心筒和扇形模块组成，然后相关技术人员用定位销在转子结构

中心筒的部位上将其扇形模块进行固定，其中多采用合金钢螺栓的方式将中心筒

的上轴承、下轴承进行连接，使其达到牢固效果，通过该连接使其构成转子中的

主要轴承，其中在转子中的扇形模块部分，每一个扇形模块之间应当用螺栓的形

式进行相互连接。然后热段蓄热元件则是由扇形模块的顶部装入在转子当中，冷

段蓄热元件则应当通过特定的调换门进行安装，固定在转子结构中。

2.2外壳结构分析

在四分仓空气预热器的组成结构中，其外壳结构多是由八角型结构组成，在

八角形的结构中由4块主要的支座板以及2块副支座板组合而成，四分仓空气预

热器测外壳是由上梁、下中间梁以及扇形板组合而成的热端以及冷端连接板构成。

在主值班的内侧部分必须设有弧形的轴承密封装置，设立2块主要的支座板以及

副支座板，并且几块支座板中必须带有两根主要的支柱组成，其主要的目的空气

预热器的是较大的，需要将锅炉重量部分传递给吊架结构。其中在外壳结构中承

载了整个空气预热器转动元件的部分，是由热端与冷端连接板由中间梁与测梁、

扇形板组合而成，主支座板与中间梁相互连接成为一个封闭的结构，从而起到了

一定承载作用。

2.3蓄热元件结构分析

在四分仓空气预热器中，每一个小仓格内都会放置有蓄热元件，以便于后续

的安装与检修工作的开展。其中蓄热与阿年以及规格等都需要进行特定支座的，

每一组的蓄热元件必须由同样规格的波纹板以及定位板相互交错在一起，才可组

成蓄热元件，且这些元件的尺寸大小，必须依照仓格的结构尺寸进行设定。在蓄

热元件安装时，一般主要分为三层进行安装，主要包括高温热段、中间热段以及

低温段。三个层次。其中在蓄热元件的中热段受热温度较高，所以在蓄热元件中

间部位所选择的钢板厚度应当为0.5-0.6mm的钢板构成，从而可以达到防止腐蚀、较强的换热效果。其中在蓄热元件中受热温度较低的部位则为低温段，该层因温

度较低容易出现腐蚀的现象以及灰尘堵塞的现象发生，从而对四分仓空气预热器

的运行造成一定的影响，所以一般低温段部分算选择的搪瓷蓄热元件其厚度为

1.0mm，搪瓷可以达到防止腐蚀的效果，以免在运行的过程中导致危害发生。在

四分仓空气预热器中蓄热元件的板型一般由四种板型结构，第一种板型主要组合

结构为平板以及平板定位板压叠而成，这种板型也被称为平板蓄热板。第二板型

结构则是由平板以及波纹定位板的形式压叠在一起而形成的，这种板型结构也被

称为单面强化蓄热版；第三种板型结构又被称为双面强化换热板，该板型主要由

波纹板以及波纹定位板的形式压叠在一起而形成的；第四种板型则是由半波形板

以及波纹定位板压叠而成。

2.2.4 密封装置结构分析

在四分仓空气预热器中，主要分为两种，一种为漏风的，一种未密封式。其

中携带漏风的原因是转子的内部存在一定的空隙，所以当空气预热器中的转子在

旋转运行时，会出现漏气的现象。而第二种密封漏风装置，则是因为空气侧为正压，当烟气侧为负压的时候，则密封漏风量一般会在8%-10%之间，由此，可见

密封漏风的原因。在四分仓空气预热器中安装密封装置，设计优化从理论上降低

漏风。采取如下措施采用多道密封技术:双道密封或三道密封可以大幅度降低直接

漏风率；主要的目的则是为了防止漏风的现象发生。

3四分仓空气预热器传热

3.1传热特点分析

四分仓回转空气预热器中，主要是以回传运动金属为预热为介质的，通过该

介质才能够实现烟气与低温空气间接的换热方式，这也是四分仓空气预热器的本

质性能。所以在适应锅炉机组高参数大容量和发展趋势、大型循环流化床锅炉对

一次、二次风压的不同需求，则四分仓结构将两个二次仓总而而成最后形成四分

仓空气预热器，使得四分仓空气预热器得以大力发展[2]。另外，在四风仓空气预

热器中，由于仓室从二仓变成四分仓，仓室的增加，则增大了传热过程，使得传

热过程的复杂程度有所增加，其传热后的热力计算方式难度性得以增大。但是，

通过对四分仓空气预热器的传热特点进行细致分析后可知，对比二分仓空预器现

有的方法以及一分仓空气预热器的研究成果进行细致的分析能够明确，其在四分

仓空气预热器的入口流量以及空气的流速及温度的差异变化，虽然是有差异变化，