就是利用鍋爐尾部煙道中的煙氣通過內部的散熱片將進入鍋爐前的空氣預熱到一定溫度的受熱面。用於提高鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗。
一般簡稱為空預器。多用於燃煤鍋爐。在鍋爐中的套用一般為三分倉式。
基本介紹
- 中文名：預熱器
- 外文名：preheater
- 上部供料系統：主要包括上部料倉、下料管
- 預熱器本體：預熱到900攝氏度
- 下部加料室：主要包括溜管
- 附帶系統：火災報警（熱點探測）、間隙調整
簡介,組成,安裝注意事項,預熱器清堵,安全問題,堵塞原因,清堵原則,
簡介
使用時空預器緩慢旋轉，煙氣入口和空氣入口不變。煙氣進入空預器的煙氣側後排出，吸收了煙氣熱量的散熱片在空預器的旋轉下來到空氣側，將熱量傳遞給空氣。
附帶系統主要有火災報警（熱點探測）、間隙調整、變頻控制。
預熱器
預熱器組成
1、下料方式及結構可以保證在向預熱器本體內給料時實現安全密閉，這樣外界的冷空氣不能進入到預熱器內，並且供料可以藉助棒條閥實現連續或間斷給料。
2、耐火磚襯結構是保證物料左右的最重要部分，它是由預熱室、懸掛裝置及耐火磚襯等部分構成。該部分的結構大部分是金屬構件，部分材料根據需要選用了耐熱鋼，耐熱鋼能在1000~1100攝氏度高溫下工作。另外，耐火磚襯結構設計新穎、密封性好，能保證物料在預熱器內均勻預熱並達到預熱溫度。
3、推料裝置：主要包括推頭、框架和連桿等部分，推頭採用耐熱鋼鑄造或焊接而成，能承受高溫，藉助電控和液壓系統，各個液壓推桿能按自動控制程式實現順次推料。
4、液壓系統：主要包括油箱、油泵、電機、電磁閥、液壓油管等，他的主要作用是控制推料裝置，完成推料動作。
5、加料室主體、加料溜嘴等，它的主要作用是將預熱後的物料導入迴轉窯內煅燒。
6、 框架：它主要包括立柱、圈樑等，主要作用是承載預熱器的上部結構。
安裝注意事項
1、預熱器位置要低於引擎冷卻液的最低位，預熱器的進水口要比引擎的出水口低；
2、進出水軟管要儘量要短；
3、進出水軟管不能過度彎曲；
4、注意要排盡系統中的空氣；
5、通電之後，要隨時留意預熱器及出水軟管的溫度變化；
6、一段時間後，進出水管應該都熱（進水溫度稍低）；
7、安裝前將發動機冷卻液全部排空；
8、重新注入冷卻液後，啟動引擎大約十分鐘，以便充分消除空氣。
預熱器清堵
水泥的乾法工藝發展到今天的預分解窯時代，每條生產線都存在一個預熱器（這裡包括分解爐一併考慮），預熱器是預分解窯不可分割的關鍵組成。有預熱器就迴避不了預熱器堵塞，差別只是輕重不同而已。預熱器的堵塞有各種原因，包括原燃材料的原因、配料不當的原因、操作不當的原因、維護維修的原因、系統設計的原因。但不管是什麼原因，其對生產以及安全的影響都是不能忽視的！
安全問題
預熱器系統發生堵塞後，如採用壓縮空氣吹掃、空氣炮作業等封閉式運行清堵無法疏通時，就必須止料、停窯進行人工清堵作業。由於堵塞部位的料溫、氣溫通常都在幾百度以上，而且堵塞後正壓外噴的幾率很高，運行中的開孔人工清堵十分危險，應該嚴格禁止。即使止料後的人工清堵，清堵工具不當或操作使用不當、個人防護不當或相互配合不當、位置選擇不當或逃生退路不當、作業程式不當甚至交叉作業，都很容易給清堵人員造成燒傷、燙傷、擊傷、摔傷等人身傷害，給現場的設備、設施造成燒損等事故損失。
堵塞原因
預熱器的作用就是利用窯尾、分解爐的廢氣餘熱對入窯生料進行預熱，對燒成系統起提高產質量和節能降耗的作用。為了提高預熱的效果和效率，預熱器設計為風料逆流，即高溫氣體與高溫生料換熱、低溫氣體與低溫生料換熱，以實現高溫廢氣熱焓的多次釋放、低溫生料熱焓的多次吸收；為了使氣體與生料能夠充分的換熱，設計上採用了多級旋風筒和連線管道，以提高生料在氣體中的分散度和換熱次數。預熱器的如此設計，必然產生了一系列“通道瓶頸”（以下簡稱瓶頸），諸如旋風筒錐體下部、旋風筒下料管、下料管上的翻板閥，一旦這些瓶頸不能滿足生料通過的需求，勢必就要發生堵塞。因此，預熱器的堵塞按照瓶頸的成因大致可以分為三類：設計瓶頸堵塞、異物瓶頸堵塞、結皮瓶頸堵塞。
1）設計瓶頸堵塞
設計瓶頸，這裡不是指由於設計者失誤設計小了，而是指由於功能需要必須設計小的部位。在預熱器的幾何設計時，已經充分考慮了生料的通過能力，而且留有足夠大的富裕量，因此在正常生產中是不可能由於設計的幾何尺寸不夠而發生堵塞的。設計瓶頸堵塞，一定是由於來料過大，而且是不正常的過大。比如，入窯生料餵料秤失控、入窯生料輸送斜槽堵塞後開通、預熱器風速過低導致的塌料、預熱器某些部位存料到一定程度後由於風速變化發生的塌料。但總體來說，設計瓶頸堵塞不是太多，而且查找原因和解決措施也比較容易一些，預熱器堵塞主要是異物瓶頸堵塞和結皮瓶頸堵塞。
2）異物瓶頸堵塞
異物瓶頸堵塞，就是在本來就狹窄的瓶頸處又卡上了一些異物，包括翻板閥失靈卡死，進一步減小了瓶頸的通過能力，當通過能力小於通過量時就要發生堵塞。這類異物主要有：垮落的結皮、垮落的耐火材料、垮落的金屬部件（比如預熱器內筒掛片、翻板閥的翻板等）。其中，耐火材料和金屬部件的垮落以及翻板閥的卡死，多數屬於檢修維護不到位，只要能及時發現和及時修復，大部分是可以避免的；唯有結皮垮落不容易治理，由於運行中可以生成新的結皮，所以無法依靠檢修徹底解決，只能通過各種措施減少結皮的生成，沒有結皮也就不存在垮落了。
3）結皮瓶頸堵塞
結皮瓶頸堵塞，指本來可以滿足來料通過的瓶頸部位，由於各種原因在瓶頸處形成結皮並逐漸增厚，導致瓶頸的通過能力進一步減小，當通過能力減小到小於來料能力後發生涌堵結拱直至堵死。大部分容易堵塞的預熱器，多數是因為這個原因，也是最難治理的一個原因，下面就重點談談這個問題。燒成系統的結皮是物料在設備或管道內壁上逐步分層粘掛，形成疏鬆多孔的層狀覆蓋物。系統結皮在預熱器的各個部位都可能發生，另外也多發在窯尾煙室、上升煙道、分解爐等部位，這些部位的結皮雖然不至於堵塞到通不過來料，但會使該部位的有效截面縮小、通風阻力增大，進而影響到系統通風、影響到煤粉燃燒，由此形成的還原氣氛及未燃盡煤粉，將促進預熱器各處（包括各瓶頸）的結皮以及結皮的垮落，應是不可忽視的間接原因。
導致結皮的原因主要有：
1）原燃材料中鹼、氯、硫對結皮的影響。關於結皮的原因，國內外都在探討中。一般認為結皮的發生與所用的原、燃料成分及系統溫度變化有關。鹼，主要來源於黏土質原料及泥灰質石灰岩，小部分來自燃料。黏土原料常常含有部分分散的鉀長石、鈉長石、白雲母等，鹼含量為3.5%～5%。硫，主要由燃料以及鐵質原料、黏土質原料帶入，如果採用廢渣配料，其硫含量可能比較高，需要關注和控制。在煅燒過程中，易與鹼形成R2SO4，降低生料的最低共熔點、增大液相粘度，而且與C2S形成固溶體，不利於C3S的形成。氯，主要由黏土質原料以及燃料帶入，它在生料中的含量一般為0.01%～0.1%，在窯內氯化物與鹼反應，形成氯化鹼（RCl）。需要提醒的是，如果採用廢渣、特別是電石渣配料，其氯離子含量可能很高，需要給予關注和控制。鹼、氯、硫對結皮的影響，可從生料、熟料與結皮料化學成分的對比中明顯反映出來。建築材料學研究院，對四平預分解窯生料、熟料及結皮料的化學分析表明，結皮料中的鹼、氯、硫含量比當時生料、熟料中這些成分的含量要高得多。尤其是SO3比生料、熟料中的含量高28倍以上。
結皮料中的鹼、氯、硫含量，為什麼比生料、熟料中的含量高出這么多？
生料和燃料帶入燒成系統中的鹼、氯、硫的化合物，在系統一定高溫下逐步揮發呈氣體狀態，揮發的順序依次是鹼的氫氧化物、鹼的氯化物、鹼的硫酸鹽。物料在1450℃的燒成帶，氯鹽幾乎全部揮發，硫、鹼的揮發率則與在高溫帶的停留時間及物料的物理形狀有關，未經揮發的硫、鹼化合物則固溶在熟料中被熟料帶出窯外。這些固溶於熟料中的硫、鹼，又與窯內氣體一起被帶回到預熱器內，與懸浮狀態下的生料粉進行熱交換，並大部分冷凝在生料顆粒表面上（少量隨廢氣排出預熱器）。特別是K2O，在預熱器中的冷凝率高達81%～97%，Na2O的冷凝率則要低一些；冷凝的鹼、氯、硫再次隨生料回到窯中，如此在燒成系統內往復循環，並逐步積累加大。隨著系統內揮發物濃度的提高，隨廢氣排出及熟料帶出的鹼、氯、硫增多，直至達到進入量與排出量的平衡，系統內揮發物的濃度達到最大值。系統內揮發物的最大值，儘管與其揮發性和揮發條件有關，但要遠遠高於進入生料或出去熟料中的含量。當這些揮發出來的鹼、氯、硫化合物，在溫度稍低的生料顆粒上冷凝時，它們也會在溫度更低的邊壁上冷凝，而這些邊壁上的冷凝物是無法隨生料入窯的、只能逐漸加厚形成結皮。
2）溫度變化對結皮的影響。
主要是溫度超高對系統的影響，結皮堵塞多數與系統燒高有關。對預熱器內的低熔點礦物，一般在650℃～800℃就可出現液相，當系統溫度超過900℃以後，系統內已經出現較多液相，堵塞的機率隨即增加。造成這種現象的因素較多，多數是因為窯頭和或分解爐的煤粉量難以控制，甚至出現跑煤現象；入窯生料的不穩、甚至斷料，餵煤又沒有及時撤下來也會導致燒高；特別在升溫投料初期，一般給煤量偏大，加料前又要先加風、煤，一旦加料未能及時跟上，必然導致系統燒高、還可能導致長焰後燒，所以投料初期成為預熱器堵塞的危險期。
有些企業，為了縮短故障停窯時間，習慣於止料留火搶修，由於故障處理的不確定性，往往在時間上一拖再拖，最終導致留火時間過長；特別在處理預熱器系統故障時，還要保證預熱器有足夠的負壓、拉風偏大，往往導致預熱器燒高。預熱器系統燒高、加之留火期間的煤灰富集，都會導致某些部位的液相量增加，為結皮堵塞埋下了禍根。當然，較長時間的系統燃燒溫度低也會導致預熱器堵塞。當系統生料量大或給煤量小時，生料分解吸熱將造成分解爐內溫度低於正常值、導致煤粉的不完全燃燒，未燃燼的煤粉被轉移到預熱器系統繼續燃燒，導致預熱器系統局部高溫引起結皮堵塞。不完全燃燒還會形成還原氣氛，能促進有害成分的揮發，也是導致結皮堵塞的一個原因。鹼、氯、硫等物質在系統中運動時，隨著所處部位溫度的不同，物相及物理化學性質亦發生變化，它們在高溫區受熱揮發，隨煙氣被帶往窯後的煙道、分解爐、預熱器系統，並凝聚在生料顆粒表面上，即改變了生料表面的化學成分、並降低了共熔溫度。
被凝聚有鹼氯硫化合物的生料表面，在較高溫度下（如1 000℃以上）部分熔化、產生液相、生成部分低熔點化合物。含有部分液相的生料顆粒，特別是懸浮於煙氣中的這種顆粒，與溫度較低的設備或管道內壁接觸時，便粘結在器壁上形成結皮。如果鹼氯硫的含量少、溫度低，出現的液相很少，粘掛速度低於沖刷速度，就不至於形成結皮；如果其含量較高、溫度較高、液相多而粘，就會使生料粉層層粘掛、愈結愈厚。尤其在正對氣流的器壁交叉或縮口處，由於渦流的存在增加了接觸次數、減小了沖刷力度，更容易形成結皮。一般的結皮為層狀多孔、疏鬆易碎，但在較高溫度下、受熱時間較長，也會變得堅硬。
3）預熱器結皮堵塞的具體原因。
在實際生產中，導致預熱器結皮、堵塞的具體原因很多：
①物料中鹼、氯、硫含量過高。揮發性組分在系統內循環富積，在高溫下揮發又到低溫區凝聚，導致預熱器結皮、料流不暢、直至堵塞。
②生料成分波動。若有時生料易燒性變得太好，又沒來得及減煤，就很容易將生料燒熔，從而引起結皮、堵塞；若生料中易揮發的成分含量增加，也易引起結皮、堵塞。
③餵料不均勻。若餵料量時多時少，餵煤量跟不上及時的調整，系統溫度波動較大，也易將物料燒高粘堵。
④餵煤不穩定。餵煤計量系統下料不穩，即餵煤不均勻，從而易造成系統煅燒匹配失調，也易造成預熱器系統粘堵。
⑤燃燒火焰不當。若窯內火焰過長，將火拉到後面燒，易造成窯尾溫度過高，物料過熱易熔，從而導致預分解系統堵塞。
⑥煤粉燃燒不完全。煤粉燃燒不完全，會被熱氣流帶到上一級設備內繼續燃燒，產生局部高溫熔融，從而引起結皮、堵塞。
⑦窯尾、預熱器漏風，包括外漏和內漏。外漏風主要是改變了漏風處的溫度場分布，增大了局部溫差，為液相冷凝創造了機會；內漏風主要是改變了系統的物料場分布、增大了物料的內循環，同時導致高溫廢氣的短路、局部溫度升高，內循環和高溫都會導致液相量的增加，給結皮堵塞創造了機會。
⑧預熱器系統襯料剝落。失去襯料的筒體直接與外界及帶有物料的熱氣流接觸，由於內外溫差增大，物料極易在此處聚集。
⑨翻板閥動作不靈活。導致生料下料不均勻和造成系統內部短路漏風，產生局部高溫熔融，從而引起結皮、堵塞。
⑩系統通風不良。系統通風不良、燃燒不好，容易造成還原氣氛，與結皮互相促進、形成惡性循環。
清堵原則
1、果斷處理預熱器堵塞
前面將預熱器的堵塞分為“設計瓶頸堵塞、異物瓶頸堵塞、結皮瓶頸堵塞”三類，對於前兩種堵塞只要查出原因、採取相應的改進或避免措施，一般是不難解決的；難題在於無法根治的第三種堵塞，要分三個層次解決，首先要避免形成結皮的原因；二是發現結皮後就要及時清理防止其增厚；三是一旦發現有堵塞跡象，要果斷地止料處理。這裡反覆強調“果斷”二字，果斷、果斷、一定要果斷！不管是哪一種堵塞，一旦發生是必須要處理的，而且處理的越早越好；在發現和處理預熱器堵塞上，要樹立“寧可信其有不可信其無、寧可錯殺一千絕不放過一個”的思想。因為堵塞的料量集聚很快、處理的時間與集聚的料量成正比，根據集聚的料量不同，處理時間短則十幾分鐘、長則幾十小時；而如果判斷錯了，不就是重新投一次料嗎，十幾分鐘也就夠了。孰輕孰重，十分瞭然！
2、預熱器清堵的四原則
（1）先封閉後開放的原則。主要是在封閉狀態下動用空氣炮處理，如果空氣炮無效再考慮其他措施；
（2）先疏通後捅堵的原則。首先疏通下部通道，為涌堵的物料找到去向，為後續清堵打下基礎；
（3）先原因後結果的原則。這裡的原因指造成堵塞的直接原因，指卡堵的異物或結皮的根部，往往也是疏通下部的必要；
（4）先容易後難題的原則。當堵塞的集聚料較多、甚至燒結結塊時，難以一捅就通，首先要清理靠近通道的物料和容易清除的邊際料。
3、預熱器清堵的具體措施
（1）按清理的及時性和動作的大小權衡，首先強調的是及時，由及時的小動作逐步向隨後的大動作升級。如果堵塞處於空氣炮可以觸及的部位，要首先考慮使用空氣炮處理，這種方式屬於“中醫”式處理，不需要改變預熱器的封閉狀態和破壞外部殼體，來得及時、方便；對一些容易堵塞、又沒有空氣炮的部位，要考慮在事後儘早加裝一些空氣炮，以備今後使用。如果空氣炮處理沒有取得效果，就要動用“外科手術”了，或者打開已有的各種孔門人工清理、或者根據需要開一些臨時孔口人工清理；對於一些容易堵塞又缺乏必要的清理孔門的部位，可以在事後儘早補開一些孔門，以方便今後的使用和恢復封閉狀態。
（2）按照堵塞和疏通的起始點權衡，首先要把造成堵塞的異物處理掉，同時考慮先把堵塞的下部疏通好。堵塞集聚的生料都在異物的上方，在下部疏通以前集聚在上部的生料沒有去向，想一次性貫通很難；當然，在清除異物及疏通下部有困難時，也可採用外排式清堵，但這對安全和環保都是不利的，需要採取必要的防護措施。
（3）具體的人工清理方法還有很多，但都各有利弊，需要根據現場情況綜合考慮。比如，利用捅料棒處理、利用高壓風管處理、利用水炮處理、利用高壓水槍處理、利用火炮處理等。但事實上由於高壓水槍作用範圍有限、水量小效果有限、而且移動不太方便，一般不予採用；由於火炮（雷管、炸藥）處理很不安全，屬於不得使用範疇。較常用的清理方法主要是前三種，但清理效果與安全性負相關，往往是根據清理的難易程度交叉混合使用。①利用捅料棒捅堵，這是最安全的方式，但由於堵塞的集聚料疏鬆、粘軟，捅料棒從上往下一捅一個眼，一抽又涌住了，往往作用不大；②利用高壓風管捅堵，由於出口風具有擴散力和冷卻料溫的作用，捅堵效果要好一些，而且有可能穿透聚集料層實現下部的優先疏通；③如果清堵比較及時、聚集料溫度尚高，可以利用水遇高溫料急劇蒸發產生的爆炸力清堵，往往可以獲得明顯的清堵效果。必須注意，有效果的水炮爆炸力都很強，有可能發生向外噴料和涌料現象，在操作方法上一定要注意安全；最好不用水管直接插入料中放水炮，否則水量不好控制，也難以保證打開後的水源能徹底關死，一是可能斷續爆炸，很不安全；二是澆水過多傷及到耐火材料。
