空预器堵塞原因分析与防治

空预器堵塞原因分析与防治

1．概述

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决空气预热器的堵灰问题。

XXXXX发电厂2×330MW机组，配备两台上海锅炉有限公司生产的容克式空气预热器，型号为2－29VI(T)－2080SMRC。于2007年12月投产，在2011年3月#2炉两台空预器发生堵灰故障，被迫停炉进行高压水冲洗。#2机组于2011年7月又重复发生堵灰， #1炉两台空预器在 2011年8月发生堵灰，同样进行高压水冲洗。

2．现象和危害

空气预热器发生堵灰，表现为一次风、二次风风压增大、炉膛负压难以维持，并出现

摆动现象，摆幅逐渐加大，且呈现周期性变化，其摆动周期与空气预热器旋转一周的

时间恰好吻合，严重时导致送、引风机发生喘振、引风机无调节余量，影响到燃烧自

动装置的投入。空气预热器堵灰后会造成锅炉排烟温度升高, 热风温度下降，风、烟系统阻力上升，一次风、二次风正压侧和烟气负压侧的压差增大，增加了空气预热器漏风；堵灰严重时，影响锅炉的满负荷运行。

另外，由于空气预热器的堵灰和低温腐蚀是互相促进的，空气预热器堵灰可加速烟气中硫酸蒸汽的凝结，加快空预器的低温腐蚀，致使空气预热器换热元件严重损坏，增

加了设备检修维护费用。我厂空气预热器堵灰期间，锅炉排烟温度从设计的129℃提

高到140℃左右，而排烟温度高又严重影响机组的安全经济运行。所以，有效地预防

空气预热器的堵灰是电厂安全、经济、文明生产必须解决的问题。

3.空气预热器积灰的形成：

煤中的硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫在催化剂（积灰中的Fe2O3）的作用下进一步

氧化生成三氧化硫与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽的存在使烟气的露点显

著升高，当燃料中含硫量越高、过剩空气系数越大，烟气中SO3含量越高，露点也越

升高。由于空预器中空气的温度较低，烟气温度不高，壁温常低于烟气露点，这样硫

酸蒸汽就会凝结在空预器受热面上，烟气中的灰、沙粒便容易粘在空气预热器的受热

面上形成积灰，在燃烧广汇煤时更为突出，表现为空预器前后差压增大，进一步发展

就会造成空预器堵灰。

4. 影响空预器堵灰的因数

4.1 SO3

由于煤中含有有机硫、黄铁矿硫和硫酸盐硫，煤在燃烧过程中，特别是燃用高硫煤

时，除了部分硫酸盐留在灰中外，大部分硫燃烧生成SO2，其中约有0.5%～5.0%的SO2在烟气中的过剩氧量及积灰中的Fe2O3的催化作用下生成SO3， SO3与烟气中

的水蒸汽形成硫酸蒸汽，大量硫酸蒸汽凝结在低于烟气露点的低温受热面上可能引起

空预器低温腐蚀，同时，凝结出的液态硫酸会粘结烟气中的灰粒子，造成空预器、积

灰堵灰。

4.2 烟气中酸露点

烟气中硫酸蒸汽的凝结温度称为酸露点，它要比烟气中水蒸汽露点要高很多。水蒸汽

的露点（即水露点）很低，一般在45～54℃，正常情况下在空气预热器的受热面上不会结露；而硫酸蒸汽的露点则较高，烟气中只要有少量的SO3，烟气的露点就会提高

很多，烟气中SO3(或者说硫酸蒸汽)含量愈多，酸露点就愈高，烟气中的酸露点可达140～160℃，甚至更高。

通过对我厂2010年后燃烧广汇入炉煤分析，含硫量都在1%之左右，比设计值0.65%高，属高含硫煤种。

4.3 冷端综合温度

空预器的冷端综合温度即烟气出口温度与空气入口温度之和，防止空预器堵灰的最

有效办法是提高壁温，即提高空预器的冷端综合温度。在空预器的运行中要注意将“冷端综合温度”维持不低于给定的最小空预器的冷端综合温度，保证高空预器受热面壁温高于烟气露点。如提高排烟温度，投入暖风器提高空预器入口温度，此法的优点是简

便易行，缺点是锅炉效率降低。

我厂进入空预器的烟气与空气进行热交换后，温度降低，从冷段蓄热元件流出的烟

温约在120℃左右，根本无法满足空预器最低冷端综合温度的需要。

4.4 吹灰蒸汽带水

由于进入空预器的烟气温度和空气温度不高，在进行热交换后，空预器空预器冷端壁面温度往往偏低，又由于烟气中有大量灰份，灰份沉积在壁面时，与水及酸液起化学

作用后发生硬结，积灰发生硬界后蒸汽吹灰器根本无法清除，这样极易造成空预器堵灰。

5. 堵灰原因分析

我厂两台机组投产后，#1、2炉空预器烟气侧原始差压都在0.7kPa左右，满足厂家

设计值0.862 kPa 。通过综合分析，空预器运行中堵灰的主要原因有以下几方面：

（1）煤质含硫量大，实际燃烧的煤种的含硫量远远超过设计煤种的含硫量。

（2）吹灰器疏水时间短，蒸汽中仍有凝结水存在。

（3）空预器吹灰不合理，吹灰过程中灰粒容易二次粘附在波纹换热板上。

（4）煤质偏离设计煤种，运行人员调整空预器冷端综合温度偏低。

6. 采取的措施

6.1减少SO3的生成

近几年由于供电形势紧张，完全符合设计含硫量的煤不能满足电厂燃煤的需求量，因此可以通过加强煤场管理，对不同含硫量的煤种进行混、配、参，防止高硫燃料集

中进入锅炉。

烟气中SO2氧化成SO3是在一定的条件下发生的，炉膛火焰中心温度越高，过量空气越多，生成的SO3就会越多。因此在运行中采用低氧燃烧技术，通过要求运行人

员精心操作合理配风，降低锅炉过剩空气系数，禁止大风量运行，保证燃烧最佳状态，减少SO3的生成。

此外，尾部烟道的漏风会使烟温水平降低，与受热面的热交换变差，烟气容积增大，排烟损失增加，引风机电耗增加，同时引起腐蚀和堵灰，因而要加强设备维护，并保

持各人孔门、看火孔应关严，降低漏风系数。低氧燃烧可以减少SO3的生成，同时降

低引、送风机电耗，是一项经济价值很高和很有发展前途的技术措施。

及时对锅炉受热面进行吹扫，尤其是要加强对流受热面的吹扫。因为烟气流过对流受热面时，SO2会在某些催化剂(如钢管表面的Fe2O3膜，受热面管子上沉积物或燃油时可能出现V2O5等)的作用下生成SO3。

6.2 提高冷端综合温度

为防止空气预热器堵灰，现在都采取提高空预器入口空气温度或锅炉排烟温度的办

法来解决空预器的积灰和低温腐蚀问题，即提高空预器的冷端综合温度。

提高冷端综合温度虽然可以减少空预器积灰，避免堵灰故障的发生，却增加了排烟

热损失，降低锅炉的经济性，需要在运行中不断分析、调整、总结经验，以寻求最佳

经济运行点。

6.3 规范空预器吹灰

空预器吹灰疏水原设定230℃，为保证吹灰蒸汽的过热度和吹灰效果，防止吹灰

蒸汽带水和飞灰二次粘附空预器冷端受热面。

我厂是否可尝试保证吹灰蒸汽的过热度不得低于130℃，疏水时间设定为5分钟，锅炉在启动期间，烧油阶段可用辅助汽源对空预器连续吹灰；当磨煤机投入运行后严