空预器堵灰原因及预防措施

空预器堵灰原因及预防措施
韩志成1，曾衍锋2
(1.内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，呼和浩特010020；2.福建漳州后石电厂，漳州市363100）
摘要：空预器堵灰严重使得烟风系统阻力增加，空预器出入口差压和漏风系数增大，锅炉总风量和炉膛负压大幅摆动，引送风机单耗增加，排烟热损增加，锅炉效率下降，机组的安全性和经济性降低。

关键词：空预器；堵灰原因；预防措施
1、概述
内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司8台锅炉共配有16台由豪顿华公司生产制造的三分仓回转式空气预热器，一期两台锅炉分别各配置两台型号为32VNT2060空预器，换热元件热端厚度880mm，中温端厚度880mm，冷端厚度300mm，转子转速0.8转/分；二三四期锅炉各配置两台型号为32VNT1830空预器，换热元件热端厚度530mm，中温端厚度1000mm，冷端厚度300mm，转子转速0.75转/分。

旋转方向为烟气/二次风/一次风，气流布置一二次风自下而上逆向流动，烟气自上而下顺向流动。

每台空预器配置两支吹灰器，分别安装在空预器入口烟道和出口烟道处，吹灰介质取自屏式过热蒸汽。

各台锅炉均曾经因空预器堵灰严重，被迫停炉进行空预器高压水冲洗，空预器堵灰已经严重影响我厂锅炉的安全运行。

2、空预器堵灰原因分析
2.1空预器堵灰现象
锅炉运行中，空预器进出口烟气差压增大，引风机电流增加，锅炉总风量大幅波动，炉膛负压摆动，排烟温度偏差增大，堵灰严重时有时引起风机喘振。

表1 托电3号锅炉空预器堵灰前、后参数对比
机组负荷（MW）A/B空预器
进出口烟气
差压（Kpa）
A/B空预器
进出口二次
风差压（Kpa）
A/B引风机
静叶开度
（％）
A/B引风机
电流（A）
A/B排烟温
度（℃）
540(堵灰前) 540(堵灰后) 1.22/1.33
2.31/2.01
0.59/0.55
1.49/1.39
74/72
94/95
280.3/277.8
312.0/311.8
136.5/132.8
116.4/139.9
表2 托电7号锅炉空预器堵灰前、后参数对比：
机组负荷（MW）A/B空预器
进出口烟气
差压（Kpa）
A/B空预器
进出口二次
风差压（Kpa）
A/B引风机
静叶开度
（％）
A/B引风机
电流（A）
A/B排烟温
度（℃）
300(堵灰前) 300(堵灰后) 0.90/0.90
1.80/1.30
0.50/0.47
1.69/0.69
31/31
45/49
191.9/191.8
218.8/209.1
111.2/122.8
104.4/140.4
2.2空预器堵灰原因
2.2.1锅炉燃煤特性偏离设计值太大。

托电锅炉设计煤种为准格尔烟煤，一二三四期机组带额定负荷时锅炉设计燃煤量分别为275.2/278.05/291.2/291.2T/H，但由于目前燃煤供应相对紧张且受价格等各种因素的影响，锅炉燃煤实际不能按照设计煤种运行，经常出现较大偏差，致使相同负荷下锅炉燃煤量大幅增加。

一二期湿冷机组额定负荷时平均燃煤量均在320 T/H 以上，三四期直接空冷机组额定负荷时平均燃煤量均在335 T/H以上。

表3 托电锅炉设计燃煤与实际燃煤特性对比
煤种特性全水分（％）灰分（％）挥发分（％）硫分（％）低位发热量
（千卡/千
克）
设计煤种实际煤种1 实际煤种2 13.25
18.6
10.6
26
31.7
27.72
38
22.36
36.98
0.47
0.86
0.57
4300
3703
4537
2.2.2省煤器灰斗输灰不通畅。

托电一期锅炉省煤器下方设计6各冷灰斗，A、B侧空预器下方各设计4个灰斗；二期锅炉省煤器下方设计8个灰斗，空预器下方没有设计灰斗；三四期锅炉省煤器下方各设计7个灰斗，空预器下方也没有设计灰斗。

从运行情况来看，一期锅炉空预器堵灰间隔最长，基本上能维持运行一个小修周期，这主要原因是由于一期锅炉空预器单独设计有灰斗并且定期输灰，同时一期锅炉配备两台离心式一次风机，一次风母管压力高达12.5－13Kpa，这样使得一期空预器堵灰相对减弱，运行周期相对延长。

二期锅炉在省煤器灰斗上方烟道垂直段设计有用来调节汽温的烟气调节挡板，由于再热烟气调节挡板开度经常在30％左右，当烟气流经挡板时较大颗粒灰粒撞击挡板直接落到省煤器灰斗中而输送出去，一定程度上能减少空预器堵灰几率的发生。

二期锅炉空预器堵灰周期基本上为六个月。

三四期锅炉在省煤器出口沿烟气流向的水平段设计有用来调节汽温的烟气调节挡板，由于再热烟气调节挡板开度经常在30％左右，当烟气流经挡板时灰粒同样撞击挡板而落在省煤器灰斗上方烟道过渡口处，长时间运行后灰粒堆积移到下游空预器处，极大地增加了空预器堵灰几率的发生。

三四期锅炉空预器堵灰周期基本上为四个月左右。

一二三四期锅炉省煤器输灰管路均由于煤质差磨损非常严重，经常停用检修，检修期间灰斗料位升高且贴壁处灰粒温度降低使得输灰更加困难，输灰管线常常堵塞，形成恶性循环，加剧了空预器堵灰。

2.2.3吹灰蒸汽过热渡不够。

豪顿华空预器说明书中要求吹灰蒸汽至少应有130℃的过热度，可是在实际运行当中各台锅炉空预器吹灰蒸汽过热度都没有达到要求值。

表4 托电各期锅炉空预器吹灰器进汽阀前实测温度
吹灰参数一期二期三期四期
吹灰压力（Mpa）吹灰温度（℃）1.1
210－250
1.5
220－240
1.5
230－280
1.5
270－300
蒸汽压力1.1Mpa对应的饱和温度为183.20℃，蒸汽压力1.5Mpa对应的饱和温度为197.36℃。

由此可以看出，吹灰蒸汽过热度最大值也只有103℃而没有达到厂家要求值。

2.2.4蒸汽暖风器泄漏。

托电一期两台锅炉在一次风机、送风机入口均安装有蒸汽加热空气的暖风器，二三四期锅炉在空预器入口一二次风道上也分别安装有蒸汽加热空气的暖风器。

冬季由于气温变化剧烈，暖风器经常泄漏，严重时从风机底部排污口处有大量水排出，只能将暖风器被迫停运，使得排烟温度相应降低，不能保证冷端综合温度高于设计值运行，从而导致空预器低温段的腐蚀，更加重了空预器堵灰。

2.2.5吹灰蒸汽阀门不严泄漏。

我厂3号锅炉空预器曾因吹灰蒸汽进汽阀不严，水蒸汽漏入空预器内部，导致空预器堵灰。

为此，我们对所有吹灰蒸汽进汽阀进行了彻底的研磨或更换等检修工作，基本解决了因吹灰蒸汽进汽阀门不严而引起空预器堵灰发生。

2.2.6吹灰疏水管路直径设计太小，疏水不够彻底。

原来空预器吹灰疏水管直径为32mm，吹灰时间为8分钟，当开始吹灰时，吹灰器进汽阀处明显看到有凝结水外漏现象，说明吹灰疏水没有完全疏干，有湿蒸汽进入空预器。

为此我们将疏水管路直径增大至50mm，一定程度上减缓了空预器堵灰周期。

2.2.7空预器水冲洗不彻底。

停炉在三天以上基本上都要进行空预器水冲洗，由于停炉时间短，不能保证足够的冲洗时间，堵灰严重时需要2－3天才能将空预器完全冲洗干净。

锅炉
停运到空预器可以停止运行大约至少需要1天时间，这样空预器有效冲洗时间相对减少，造成冲洗不彻底，换热元件上残留部分垢物，在锅炉下次启动后很容易粘贴大量灰粒，并在下次冲洗时不易冲刷下去。

托电5号锅炉在一次停备中对A空预器进行了水冲洗，由于停炉时间短，空预器冲洗不彻底，使得锅炉启动后炉膛负压大幅波动，绝对幅值达到800Pa左右，摆动周期80s,这与空预器正常运行转速0.75转/分正好吻合，说明局部堵灰严重，同时炉膛冒正压使得锅炉本体积灰增加。

2.2.8锅炉启动时制粉系统投入过早。

托电一二三四期锅炉都装设等离子点火器，在锅炉启动过程中为了节油基本上都提早投入等离子制粉系统，致使煤粉燃烧相对较差，势必造成飞灰可燃物大量增加，特别是四期锅炉启动过程中采用无油点火，等离子磨在点火初期着火特别不好，大量未燃烧煤粉进入空预器增加了堵灰的发生。

2.2.9最低冷端综合温度控制有时达不到设计值要求。

冷端低温硫酸腐蚀是空预器堵灰的重要影响因素之一，同时也是影响空预器正常运行的关键所在。

我厂空预器堵灰基本都发生在传热元件冷端，且灰成分都比较坚硬，堵灰后通过吹灰根本无法将其吹掉。

下图是豪顿华公司推荐的空预器最低冷端综合温度控制指导曲线。

3、空预器堵灰预防措施
3.1冬季加强暖风器综合治理。

利用停炉机会对暖风器进行改造，以彻底解决因暖风器疏水不畅通引起振动而引起内漏。

三期锅炉二次风暖风器进行了改造，进汽端比疏水端提高了约300mm左右，极大地缓解了暖风器泄漏几率。

各期锅炉暖风器处都增加了玻璃观察窗，以方便运行过程中检查暖风器是否内漏。

3.2制粉系统投运时尽量满足着火能量。

机组每次停运时，在条件允许的情况下，尽量将安装有等离子点火装置的磨煤机对应煤斗烧空，并在下次机组启动前将该煤斗配上发热量大于4500kcal/kg以上，挥发份较高的煤种，同时等离子磨煤机启动前应保证二次风温大于200℃，以减少制粉系统启动初期大量不完全燃烧产物的生成，从而抑止空预器堵灰的发生。

3.3加强省煤器输灰系统综合治理。

锅炉日常运行中加强省煤器灰斗料位的监视和控制，一旦发现高料位，立即联系检修进行处理。

同时利用停炉机会，检查省煤器灰斗真实料位，彻底疏通输灰管线。

3.4对空预器要进行定期吹灰且吹灰蒸汽要保证足够的过热度。

吹灰至少每8小时进行一次，如果发现空预器差压有上升趋势，应缩短吹灰时间间隔。

吹灰程序控制必须采取疏水温度控
制，不能通过时间简单判断疏水是否干净，必要时进行疏水管路改造以确保空预器吹灰效果。

3.5加强吹灰阀门的综合治理。

每次停炉后对空预器吹灰进汽阀和吹灰枪进行检查处理，保证运行中不发生湿蒸汽泄漏到空预器换热元件上。

3.6高压水冲洗要彻底。

空预器冲洗热段一般采用消防水喷淋，冷端采用高压水枪冲洗，通过抽检中温端换热元件干净程度以确定冲洗质量是否合格，正常两台空预器冲洗合格需要进行60小时左右。

冲洗结束后一定要进行充分干燥，防止启动时大量灰粒粘贴到换热元件。

4、结论
空预器堵灰不仅影响锅炉运行的安全性而且使锅炉效率显著降低，风机单耗明显增加，排烟温度升高，严重时脱硫系统由于入口烟气温度过高而无法投入运行，因此有效预防和制止空预器堵灰显得非常重要。

5、参考资料
[1] 空气预热器运行及维护手册.豪顿华工程有限公司
[2] 岑可法，周昊，池作和.大型电站锅炉安全及优化运行技术
作者简介：韩志成（1975－），男，本科，工程师，从事发电厂运行管理工作；
曾衍锋（1977－），男，本科，工程师，从事发电厂运行管理工作。