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

朱亚祥

福建大唐国际宁德发电有限责任公司 福建省宁德市 355006

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：空预器；堵塞；原因

中图分类号：TK64 文献标志码：A

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^[1]。通过分隔体将外壳板与转子之间的空间分割成 3 部分，另外，外壳板上的 3 个通道分别与风道、烟道以及二次风道相连。在通过烟气流时，传热元件会吸收热量，当它通过空气流时，它释放存储的热量，从而加热进入的冷空气。

2空预器存在的问题

2.1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。

2.2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^[2]。

3.3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。

3.4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^[3]。

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]。

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]。同时，煤粉的细度太小会引起粘附性增加的问题。另一方面，在低温下煤的硫含量较高，而水含量也较高，烟道气中产生的硫酸增加，这增加了对空预器的腐蚀性，并积累了更多的灰分。在这种情况下，硫含量越高，露点温度越高，增加硫酸的深度不可避免地会增加空预器的腐蚀效果，而同时又增加了灰分沉积并使堵塞更加严重。

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。

5.4燃烧调整方面

（1）尽可能提高炉内燃烧的均匀程度：利用机组检修机会，进行炉内二次风系统、制粉系统及燃烧系统的冷态试验；每季度进行一次磨煤机出口管道一次风热态调平工作。（2）个别燃烧器故障（磨煤机出口粉管不通畅）会引起炉内燃烧不均衡，应尽快停运磨煤机，吹通粉管，以保证两侧燃烧均衡。（3）保持锅炉左右侧烟气氧量均衡，严格按要求控制各负荷工况下省煤器出口烟气氧量。左右侧氧量出现偏差时立即利用二次风挡板、两台送风机出力偏置进行调整。（4）严格控制锅炉左右侧烟温均衡、低过出口左右侧汽温均衡。通过烟温和汽温等判断左右侧燃烧有偏差时，利用调整运行磨煤机出力、磨煤机运行方式及二次风箱挡板、燃尽风挡板进行调整。（5）保持SCR系统左右侧入口NOx浓度均衡，正常工况下，若入口NOx浓度偏差大于100 mg/Nm3，则说明炉内配风或燃烧不均衡，必须立即查找原因，进行调整。（6）低负荷或环境温度较低工况运行时，应及时投运暖风器，开大再热器侧烟气挡板等，提高SCR入口烟温，SCR投运温度不宜低于320 ℃。

5.5SCR系统的控制

（1）喷氨量的控制要平稳，任何情况下不得通过大幅开关喷氨调门控制出口NOx浓度。喷氨量要勤调、小幅调节、提前调节，根据脱硝出口和入口、脱硫系统出口和入口NOx浓度值的变化，及时调节喷氨量，必要时进行喷氨量的控制调整等相关试验。（2）供氨母管的压力对喷氨调节有较大影响，切换氨罐、快速升降负荷及大幅开关喷氨调门均会造成供氨压力波动，此时应加强监视，及时调整，防止喷氨过大和过小。通过调整两侧喷氨量，尽量保持两侧氨逃逸平衡。

结语

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]白晓亮.空预器堵塞的原因分析及调整对策[J].机电信息，2020(21):28-29.

[2]徐琰，谢灵鸥，胡建明.可调频声波吹灰器解决空预器硫酸氢铵沉积的原理及应用[J].电力设备管理，2020(03):105-108.

[3]商桐友.火电厂脱硝机组空预器常见问题及处理方法[J].南方农机，2020，51(04):237.

[4]边琦，孟凡宇.锅炉空预器堵塞的清除与预防[J].科技风，2020(02):145+151.