发电厂锅炉空预器堵塞的原因及对策

发电厂锅炉空预器堵塞的原因及对策
发表时间：2020-12-11T14:50:56.657Z 来源：《中国电业》2020年23期作者：任春
[导读] 回转式空气预热器的低温腐蚀和堵灰现象是电厂普遍存在的问题，尽管各电厂在锅炉
任春
四川广安发电有限责任公司四川广安 638000
摘要：回转式空气预热器的低温腐蚀和堵灰现象是电厂普遍存在的问题，尽管各电厂在锅炉设计安装和运行中都已充分考虑，并采取了防止低温腐蚀和堵灰的措施，但实际运行中仍然由于种种原因不能杜绝空预器的堵灰问题，为了确保设备运行的稳定性，必须选择适当的响应方法以确保不堵塞空预器。

本文通过对发电厂锅炉空预器堵塞的原因进行分析，得出空预器堵塞的主要原因，并提出切实可行的预防措施，为其他火电机组空预器类似问题的处理提供了借鉴。

关键词：发电厂；锅炉；堵塞
1 空预器工作原理
热量从烟道中被吸收，并通过传热元件传递进入到冷空气中。

转子旋转一圈后完成热交换循环。

空预器的圆柱形外壳和烟道无法旋转，内部圆柱形转子可以旋转。

转子是由一块钢板分成许多扇形通道，内部装有波纹状薄铁板（蓄热板），确保转子周围的外壳都能与连接端相连，在对转子进行密封的时候，通常是采用周向或径向密封。

2 空预器堵塞情况简述
某电厂#2机组于2011年5月投入商业运行，该锅炉配备了2个3分箱式旋转空预器，型号为哈尔滨锅炉厂生产的32.0-VI(T)-2050-QMR 型。

在额定负载下，空预器的设计压差为1.2 k Pa，在这些机组投产以后，有时会堵塞2个机组的空预器的储热元件。

在大多数情况下，在对设备进行大修后不到1年，空预器中的压差就会显着上升，达到约2.5 k Pa。

当空预器的压差增加时，排烟的温度便会上升，空预器出口处的一次风和二次风温度下降，引风机的功耗变多，这对设备的安全性以及经济性产生了严重的影响。

对空预器拆卸后的照片进行观察分析，中间层的蓄热元件以及冷端被严重堵塞。

检查中间层蓄热元件片，冷端周围的下部污垢区域约为200 mm，这些都是粉煤灰沉积物，应使用钢丝刷清除，其余的是积灰，可以轻松清除。

空预器蓄热元件的结垢层在冷端为300 mm，中间层的底部靠近冷端，并且高度为200 mm，可以看到那里积聚了灰尘，底部的污垢导致了顶部的污垢堵塞。

3 空预器存在的问题
1）积灰。

空预器中的灰尘沉积会降低空预器出口处的一次风和二次风温度，增大空预器的阻力，空预器的入口和出口处的压差和空预器漏风率均将增加。

2）空预器漏风。

空预器入口泄漏，会使进入空预器的空气湿度增加，加剧空预器的腐蚀和堵灰，使差压上升。

3）烟道阻力。

从炉中排出的灰分与烟道气一起进入空预器，进一步增加了烟道气中的飞灰浓度，使空预器的工作环境恶化，并且增加了存在换热元件中的积灰。

4）板结。

根据当前燃煤机组的运行经验分析，空预器飞灰沉积物的板结是空预器压差迅速增加的重要原因，在加装了脱硝装置的机组中，硫酸氢铵的板结尤为突出。

4 空预器堵塞的原因
4.1 蒸汽喷射压力低
空预器中蒸汽吹灰器的压力控制对压力差不太敏感，不管是否存在高压差，都不可能有效地从空预器的冷端去除灰烬，这直接与蒸汽吹灰器压力不足有关。

4.2 风机进气温度低
风机进气口的温度受风机设计影响，设计方案中进气口的低温直接导致循环不再满足要求后，空预器的进气温度降低，加剧了空预器的冷端温度不足。

当外部空气温度较低时，风机进气口会添加一个热空气循环系统以提高空预器的进气温度，但增加通过风机的冷空气温度的效果不显著，实际的热空气温升仅为8.47℃，这远低于空预器冷端要求的综合温度标准。

4.3 排烟温度过高
如果排烟温度过高，将影响锅炉的安全性和经济性，并减少空预器的热交换。

在运行过程中，如果烟道气中含有0.005%的SO3，烟道气的冷凝温度（酸露点）可能会升高到150℃以上。

此时，硫酸溶液可能会在空预器的低温部分冷凝。

在加热元件上，空预器发生低温腐蚀并形成积灰。

如果积灰成分相对坚硬，则在堵塞之后将无法用吹灰的方式将其吹走，引起空预器的压差增加。

4.4 预热器的金属面温度低
空预器有许多金属零件，这些组分在接触烟道气的过程中不可避免地将其温度传递给气体，该温度低于露点温度，这不可避免地增加了金属零件的腐蚀程度。

在低温环境中，由于腐蚀程度的不断加深，灰尘在空预器中的积聚导致空预器的广泛堵塞。

较低的烟气温度引起了严重的空预器腐蚀，主要与机组负载和烟气温度有关。

当机组上的负荷低时，烟道气本身的温度也较低，并且处于冷态的金属元素的表面将不可避免地具有低温，因此将继续被硫酸腐蚀，导致堵塞的持续恶化。

4.5煤质原因
空预器堵塞的最直接原因是煤炭质量。

煤粉中各种成分的含量会引起煤粉强烈的附着力或腐蚀性，从而严重堵塞空预器。

另一方面，受污染的煤在煤炭成分中所占的比例高于标准煤，因此这些受污染的煤的灰分会附着在空预器上，直接导致灰分堵塞，它可能会影响预热器。

5 预防措施
5.1 强化原煤管理
主要是为了控制氨的逸出和在市场上更好的条件下优化煤的管理，该措施考虑了煤的总热值和硫含量，以增加热值，应当减少煤中硫的质量分数。

通常，在高负荷共烧过程中准煤的消耗相对较大，并且与低负荷煤混合的尾煤量也很大，因此，应适当增加低负荷低硫煤的
掺混量。

5.2 防止空预器异常
在运行期间，需要仔细监视空预器的电流，确保电流正常上升，一旦发现异常，立即安排人员到现场监视空预器的运行噪音，如果出现异常的摩擦声或振动，立即停止运行。

如果不能消除预热器中的异常现象，应采取降低排气温度的措施，例如减少机组的负荷，减少二次空气量并尽快吹除烟灰。

如果在此期间发生空预器跳闸事件，将根据空预器跳闸处理计划进行处理。

5.3 正确设置空预器吹灰
当前，空预器吹灰方法是每天8:00和18:00各进行一次，如果加热器入口温度和废气温度的总和<136℃，则增加一次吹灰，减少空预器中积灰和硫酸铵混合物的积聚，确保在烟灰喷涂过程中充分疏水。

吹灰器的疏水位置应尽可能靠近吹灰器，并且吹灰器必须充分疏水。

当空预器吹灰时，疏水温度达到260℃，才能满足操作要求。

6 效果检查
#2炉空预器在2019年4月30日开始启动，在线监测发现空气预热器烟风阻力下降,在BMCR工况下烟气侧差压1 097 Pa，由于空气预热器烟风阻力下降，在维持相同运行参数工况下，一次风机、送风机和引风机电流大幅下降，风机的运行电流降低，失速、喘振等异常工况减少，机组运行可靠性得到提高，风机出力降低后其电机及轴承也不易损坏，延长了使用寿命，提高了设备的效率。

7 结论
本文通过对火电厂空预器的堵塞进行分析及研究，查找出影响空预器堵塞的主要原因。

主要研究结论如下： 1）对吹灰压力进行调整，通过实验数据可以看出，当热端吹灰压力调整为0.7 MPa时，空预器差压降低效果最佳；当冷端吹灰压力调整为1.2 MPa时，空预器差压降低效果最佳。

2）强化原煤管理，为了控制氨的逸出和在市场上更好的条件下优化煤的管理，减少煤中硫的质量分数，适当增加低负荷低硫煤的掺混量。

总体而言，空预器堵塞的问题非常普遍，空气预热器的堵灰与烟气中的酸露点温度、排烟温度、蓄热元件壁温以及空预器的吹灰等因素息息相关，为解决积灰等堵塞问题，应分析空预器堵塞的原因，并提出科学、有效的预防措施，以确保机组运行的安全性和经济性。

参考文献
[1]刘伟,束继伟,金宏达.发电厂锅炉管式空预器积灰堵塞的原因分析及解决措施[J].黑龙江电力, 2014, 36(1):67-70.
[2]雷振有,胡文波,聂瑞华.火电厂空预器堵塞原因分析及对策[J].河南电力技术, 2018(1):43-45, 49.
[3] 史纪宇,刘海鹏,苏殿熙.某电厂空预器堵塞问题的分析和预控措施[J].百科论坛电子杂志, 2019(4):560-561.
[4]陈博. 600 MW机组脱硝改造后空预器堵塞原因及解决措施[J].中国新技术新产品, 2017(24):118-119.。