浅析管式空预器漏风原因及解决措施刘欢

浅析管式空预器漏风原因及解决措施刘欢

刘欢

（中盐吉兰泰氯碱化工有限公司内蒙750336）

摘要：节能、降耗、减排成为社会的主题，如何解决充分利用设备的特性、提高能源利用效率是发展的主要方向，在这样的情况下，研究如何保证和提高空预器充分利用热能，减少热损失，保障其运行效率，是提高锅炉效率的主要手段。本文对中盐吉兰泰循环流化床锅炉管式空预器漏风的现象、原因的分析和改造技术的总结，提供借鉴经验，预防事故，提高热能的利用率，保证锅炉长周期安全稳定运行。

关键词：循环流化床；管式空预器；空预器漏风率

中盐吉兰泰氯碱化工有限公司热电厂，本期装机容量为2×135MW机组。锅炉为无锡华光锅炉股份有限公司生产的超高压、自然循环、高温绝热旋风分离器、中间再热循环流化床燃煤锅炉，型号为UG-480/13.7-M型。

一、空预器的结构

空气预热器烟道深度为6440mm、烟道宽度为12200mm管式空气预热器空气预热器管子直径φ60×2mm，材料Q235-A和考登钢,横向节距86mm，纵向节距80mm。管式空气预热器采用卧式布置，沿烟气流程一、二次风交叉布置，共有三个行程。烟气至上而下从管外流过，空气从管内流过，与烟气呈逆流布置。为便于吹灰器清扫，空气预热器采用顺列布置，并分成五组，每级空气预热器及相应的连通箱均采用全焊接的密风框架，以确保空气预热器的严密性。

二、空预器的作用

空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备，它装在锅炉垂直对流烟道的尾部，它是整个锅炉机组中金属温度最底的受热面，也是锅炉沿烟气流程的最后一个受热面。空气预热器是现代锅炉的重要组成部分。它有以下几个方面作用：

(1)进一步降低排烟温度，提高锅炉效率。现代火力发电厂，给水在进入省煤器之前就已经具有相当高的温度（150～250℃）。这样，通过省煤器已无法将烟气冷却到合乎经济要求的温度，而加装空气预热器后，由于其进口的冷空气温度较低，故可将排烟温度进一步降至150℃以下，减少了排烟热损失。

(2)预热助燃空气温度，能强化煤粉的着火和燃烧过程，增强燃烧的稳定性，降低了不完全燃烧热损失，进一步的提高了锅炉效率。

(3)高温空气进入炉内可以提高炉膛烟气温度，增强炉内辐射换热减少锅炉受热面的金属消耗。

三、我厂空预器运行背景及现状

(1)根据对锅炉空预器漏风情况跟踪，发现当空预器漏风率达到25-28%，开始影响负荷。2013年7月5日检修后启动，到2013年10月3日机组出力满负荷480t/h，此后随着空预器漏风率增长，锅炉出力开始受到影响。满负荷运行周期为92天（三个月）

(2)由于空预器漏风后，一次、二次风风量不足，导致锅炉产汽量难以达到设计值480t/h，无法实现机组满负荷运行，导致发电量降低。

(3)空气预热器管发生低温腐蚀、磨损造成漏风严重。运行三个月左右漏风率接近15%，由于空预器漏风，增加一次、二次、引风机单耗，厂用电率指标偏高，煤耗升高，影响机组经济性。

(4)每次检修都将空预器为重点检修项目，抽调人员加大检查力度、采取更换厚壁管等措施但更换后的钢管仍然坚持运行不足3个月，与电厂制定的锅炉稳定运行6个月以上的目标相去甚远。2012年空预器费用（不含人工）总计678465.97元，2013年空预器费用（不含人工）总计1570256.41元，影响锅炉检修费用。

(5)锅炉送风量不足，炉膛出口正压燃烧，长期正压燃烧会导致炉体变形，炉体损坏加剧，炉墙烧损脱落，保温材料损失。炉膛内高温烟气有可能会沿炉墙裂缝进入锅炉的保温层将保温层烧坏，从而使锅炉如下降管等不可受热的承压部件受热，破坏了锅炉的水循环，诱发锅炉水冷壁爆管等事故的发生。而且正压燃烧还会导致烟尘通过正压驱使窜出烟道，影响厂房环境卫生。

四、管式空预器磨损的机理、因素。

(1)磨损的机理：高速烟气携带固体灰粒时，灰粒对受热面的每次撞击都会从受热面削去级微小的金属屑，这是飞灰磨损过程。受热面受到撞击磨损和摩擦磨损两种。研究表明烟气中飞灰磨损容易发生在烟速较大和浓度较大的地方，对空预器来说，最容易发生在烟气的入口段。影响磨损的因素：灰粒的形状、直径、密度等有关的粒度特性；飞灰的浓度越高，磨损越大；烟速越快，磨损越大；运行中如超负荷、烟道漏风等其他的因素；空预器受热面的材质及设计缺陷等。

(2)低温腐蚀的机理：烟气中的水蒸气与SO3在低于110℃后全部生成硫酸蒸气，但烟气在流过低于露点温度的受热面时，硫酸蒸气就在其上凝结成硫酸液。使金属氧化膜被金属与电解液相互作用而发生化学腐蚀与电化学腐蚀。

五、降低管式空预器漏风率采取的措施。

(1)预防措施：采用耐磨的材质，2014年5月和2015年8月分别对2#炉和1#炉空预器如低温段管材技改为搪瓷管，搪瓷管具有耐酸碱腐蚀、耐烟气冲刷、耐高温、使用寿命长的优点；搪瓷管表面光滑，不易挂灰，换热强度增加，延长空预器管使用周期。

(2)空预器管损坏的部位主要在两组空预器管箱交界处，管排间距离为26mm，该部位距离为40mm，管排间距离大，阻力小，飞灰流速快，磨损速度快；空气预热器冷端（进风口一侧）飞灰浓度大，则灰粒冲击次数多，空预器管管口部位磨损严重，90%空预器管损坏在此部位。针对此情况，在空预器冷段上部加装了折流板，降低飞灰流速，减缓空预器管两端磨损。

(3)在锅炉运行过程中，尽量降低过剩空气量，减少烟气中的过剩氧，能显著降低三氧化硫的生成量，相应的烟气露点温度也降低了，这样也就减少了低温受热面腐蚀的可能性。一般情况下燃烧室过剩空气系数的临界量约为1.05，低于此数对降低低温腐蚀有显著作用。

(4)我厂入厂煤硫含量在2%左右，含硫量越高对空预器腐蚀越严重，因此要严格控制含硫量，降低入厂煤硫含量标准，要求全硫（St,ad）≤1.6%。

(5)确保检修彻底，空预器查漏过程中，要详细检查，刚刚损坏的空预器管漏风很小，很难在检查中发现，而运行很短时间就会损坏，甚至导致周围更换的新管损坏，所以，尽可能保证损坏的空预器管彻底更换，也是减缓空预器损坏的一项措施，热电厂在检修中，安排两个检修人员反复检查空预器漏管，同时，在检查过程中，及时做好损坏空预器管的记录，在检修过程中，确保检查出的损坏空预器管全部更换或堵管处理，杜绝漏管进一步扩大。

(6)加强检修质量管理，在检修中确保空预器管口焊接质量无砂眼、夹渣等焊接缺陷，检修前对焊工水平进行实操考试，实操合格方可上岗。

六、取得的效果。

(1)在空预器冷段搪瓷管改造及采取上述措施后，2#炉空预器在运行3个月之后（2014年8月13日-11月17日），空预器漏风率由2.86%增加到5.11%，运行六个月漏风率7.12%，并且漏风率增长速度一值处于平稳低幅增长，表明空预器仍处于良好运行状态，延长锅炉运行周期。

(2)漏风率降低，风机电流降低，降低了厂用电率，一次风机单耗降低0.28kwh/t，二次风机单耗降低0.02kwh/t，引风机单耗降低1.03kwh/t，合计降低1.33kwh/t。

(3)锅炉能够实现满负荷生产，平均负荷率为由原来的98.87%上升至100%，锅炉年产气量增加。

(4)空预器可以稳定运行6个月以上，这样锅炉运行周期由3个月延长至6个月，每台机组减少一次计划检修，单台机组每年可多发电4500万度电，两台机组可多发电9000万度电。

(5)漏风率降低，锅炉充分燃烧，煤耗降低，2#锅炉运行周期内（2014年4月1日-7月6日）供电煤耗为965.3g/kwh,采取各项措施后运行周期内（8月13日-11月16日）供电煤耗为957.6g/kwh,环比降低7.7g/kwh。

(6)锅炉能够负压运行，厂房环境得到明显改善。

目前，随着能源紧缺，节能降耗成为主题。电厂要求锅炉安全、经济、长周期满负荷运行。但对采用管式空预器的循环流化床锅炉，空预器漏风即影响经济性又影响其安全性。本文对管式空预器的漏风的原因、现象、机理、措施等及中盐吉兰泰氯碱化工有限公司热电厂480T/h循环流化床锅炉的管式空预器漏风的分析和总结，希望能提供借鉴经验，使大家采取有利措施，降低空预器漏风，使空预器发挥其重要作用，保证空预器安全，经济运行，尽可能地降低排烟温度、提高传热效果，提高热效率，从而对保证锅炉的安全、高效、稳定、长周期运行，提高能源利用率具有深远的意义。

参考文献

[1]党黎军著.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行，中国电力出版社，2002年版。

[2]国家电力公司电力机械局，中国华电工程公司，中电联标准化中心，电站锅炉空气预热器中国电力出版社，2002年版。

[3]480t/h循环流化床锅炉说明书，无锡华光锅炉股份有限公司。

[4]郝卫平.循环流化床锅炉技术600问，中国电力出版社，2006年版。