一、硅钛金膜管式空预器技术分析
一、简述
硅钛金膜管空气预热器主要是由许多薄壁硅钛金膜管和孔板组成的，其硅钛金膜管是将一种新型硅钛金膜材料均匀涂在钢管的外表面，然后在高温下烧结而成，具有抗腐蚀、耐磨损、表面光滑度高，烟气流通阻力小，不易堵灰，换热效果高等优点。
该种空预器能最大限度地防止锅炉用空气预热器的低温腐蚀和堵灰问题，提高锅炉热效率，延长锅炉运行周期，减轻锅炉检修劳动强度，节约能源。
二、结构、性能
该型空气预热器是在多年研制、生产预热器的基础上自行开发，并具有自主知识产权的高效节能新产品。该产品是由许多硅钛金膜薄壁钢管与管板组成。硅钛金膜釉是以玻璃釉为基体的无机混合物，按一定科学配方均匀加入耐高温、耐腐蚀、耐磨损的新型材料配制成换热专用瓷釉，均匀搪涂在特种薄壁钢管的外表面，然后在高温下烧结而成的一种复合材料，它克服了玻璃易碎和金属易腐蚀的缺点，应用在锅炉尾部空气预热器是当今最经济实用的材料；
空气预热器管箱采用卧式布置，空气在管内流动，烟气在管外做横向冲刷，管子通常顺列布置；管板和管端之间采用柔性连接密封。与同类产品相比，该产品具有如下优点：
a）、硅钛金膜管具有耐酸碱腐蚀、耐烟气冲刷、耐高温、使用寿命长等优点，锅炉预热器的检修间隔时间大大延长，减少了预热器的投资；
b）、硅钛金膜管表面光滑，不易挂灰，换热强度增加，管壁温度提高，总换热量有所提高，锅炉热效率也相应提高，从而为锅炉用户节约了大量的煤炭资源；
c）、硅钛金膜管与管板的连接密封采用柔性连接密封。这样不但保障了硅钛金膜管与管板密封时不破坏硅钛金膜成份；而且保证了管板与硅钛金膜管之间良好的密封效果，漏风系数极低；更重要的是，运行几年后，若某根管子出现损坏，可以很容易地抽出损坏的管子，换上新的硅钛金膜管，不必进行整体更换，与管箱整体更换相比既节省了资金，还减少了检修工作量，缩减检修时间，降低了工人的劳动强度。而采用原普通管管箱，整体更换时仅拆除就耗费工期的一半。
目前全国范围内规模大的硅钛金膜管生产厂家，推荐山东恒祥环保设备有限公司。
二、硅钛金膜管式空预器产品传热及经济效益分析
硅钛金膜管式空气预热器，具有耐腐蚀、抗磨损、表面光滑，不易挂灰，密封效果好，因此与其他同类产品相比节能效果较明显。
（一）、产品的技术数据分析
1、换热系数的比较
预热器管箱的高温烟气与空气之间的传热过程是：热烟气以对流方式对管子外壁放热，管子外壁向管子内壁的导热以及管子内壁对管内空气的对流放热。
对流换热系数：
式中k—烟气与空气间的对流换热系数，W/(m2·℃)
ψ—考虑管壁积灰和冲刷不完全的修正系数，
α1—烟气对管外壁的对流放热系数， W/(m2·℃)
α2—管内壁对空气的对流放热系数， W/(m2·℃)
δt—管子上硅钛金膜厚度,m, 一般管子涂搪的硅钛金膜厚度≤0.4mm=0.0004m,
λt—硅钛金膜层的导热系数，取值范围在0.9～1.1 W/(m·℃)，我们取平均值1.0W/(m·℃)
这样，硅钛金膜层的热阻δt/λt =0.0004，在换热系数中，其值影响很小≤8‰，考虑到硅钛金膜管不易积灰，完全能与普通钢管积灰的热阻相抵消，所以，硅钛金膜管式预热器与普通钢管式预热器相比，在同等条件下，换热系数不会降低，换热量不会减少。相反，根据多年的经验，在相等换热面积的情况下，由普通钢管式预热器更换为硅钛金膜管式预热器，运行一段时间后，锅炉的排烟温度比原来一般要低2～8℃。
2、使用寿命：硅钛金膜管式空气预热器的使用寿命一般是普通钢管式预热器的2～4倍。
(二)产品的经济效益分析
1、对每年新上的锅炉来说：
若锅炉的预热器管箱设计成为硅钛金膜管式预热器管箱，锅炉的设计排烟温度可比现在各锅炉制造厂设计排烟温度降低10℃，锅炉的平均热效率提高0.65%，每年新投产锅炉出力总计为100000蒸吨，燃烧发热量为5000kcal/kg，锅炉平均热效率按88%，按蒸汽压力9.8MPa,过热蒸汽温度540℃，给水温度170℃，排污率1.5%计算，那么吨汽的吸热量：
（3482.32-724.8）+0.015×（1408.6-724.8）=2767.777kJ/kg
式中：3482.32—压力9.8MPa,温度540℃蒸汽焓值，kJ/kg
724.8——压力11MPa,温度170℃给水焓值，kJ/kg
1408.6——压力11MPa,饱和水焓值，kJ/kg
吨汽耗原煤产量：2767.777÷(5000×4.1868×88%)=0.15024吨原煤/吨汽
若改为硅钛金膜管式预热器，锅炉排烟温度降低10℃，锅炉的平均热效率提高0.65%，吨汽耗原煤量：
2767.777÷(5000×4.1868×88.65%)=0.14914吨原煤/吨汽
吨汽节煤量：0.15024-0.14922=0.0011吨原煤/吨汽，
每年平均运行天数按320天计算，则每年可节约原煤：
0.0011×100000×24×320=844800吨
若原煤单价按650元/吨计算：则每年可节约资金：
650×844800=549120000元=54912万元=5.4912亿元。
2、对锅炉原有普通预热器管箱改造来说：
以一台锅炉蒸发量为130t/h、蒸汽压力5.29MPa、温度为485℃循环流化床蒸汽锅炉更换硅钛金膜管式空预器为例：
改造前使用普通钢管式预热器时，检测排烟温度为165℃，把普通钢管式空预器改造成我公司的硅钛金膜管式预热器后，因硅钛金膜管耐腐蚀、耐冲刷，根据锅炉现场实际空间，增加部分受热面后排烟温度降至140℃。与普通钢管式空预器相比，排烟温度降低了25℃，大大降低了排烟热损失，现场测量锅炉热效率从86.4%提高到88.38%，热效率提高了1.98%，如单纯从更换硅钛金膜管预热器来计算，该炉每年可节省大量标煤，计算如下：
改造前热效率为86.4%，燃用原煤Q y DW＝5000Kcal/h，过热蒸气焓为3394.07 kJ/kg，给水焓为635.9 kJ/kg，饱和水焓值1240.8 kJ/kg则吨汽耗用原煤量：
{1000×(3394.07-635.9）+0.02×1000(124.8-635.9)}÷（5000×4.1868×86.4%）=153.16㎏/T
改造后热效率提高至88.38 %，则吨汽耗用原煤量：
{1000×(3394.07-635.9）+0.02×1000(124.8-635.9)}÷（5000×4.1868×88.38%）=149.73㎏/T
假设按年运行320天计，则年节省原煤：
（153.16-149.73）×130×24×320/1000=3424.51吨
若原煤单价按650元/吨计算：则每年可节约资金：
650×3424.51=2225931.5元=222.59315万元。
3、产品的推广应用和市场预测
硅钛金膜管式空气预热器是我公司经过多年研制的专利产品，将玻璃釉进一步改造试验，按一定科学配方均匀加入耐高温、耐腐蚀、耐磨损的新型材料，配制成换热专用瓷釉。经高温烧结后，硅钛金膜管它克服了玻璃易碎和金属易腐蚀的缺点，应用在锅炉尾部空气预热器是当今最经济实用的新型材料，能够满足酸、碱、高温、冲刷等恶劣工况的要求，其使用寿命相当于普通钢管的2～4倍，特别适合于锅炉、化工、水泥等行业腐蚀、磨损较为严重的场合。
经市场调查分析，仅国内发电企业就有2000多家，另外工业锅炉、化工、水泥等行业应用十分广泛。目前国内除我公司外仅有几家生产，并且规模很小，国外尚未有企业生产。经统计数据表明，国内市场平均每年需要5～6万吨，我公司每年生产约7000吨，市场需求量很大，并且我公司产品已经远销国外，随着国际业务的进一步发展，硅钛金膜管式空气预热器的国内、国际市场前景十分广阔。