防止锅炉空预器腐蚀及堵灰问题探讨

防止锅炉空预器腐蚀及堵灰问题探讨

葛斌峰

国家电投贵州金元股份有限公司 550084

摘要　随着锅炉高硫煤的使用及脱硝系统的投运，特别是喷氨系统的投运，回转式空气预热器在运行中堵灰及腐蚀情况屡见不鲜，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，严重影响锅炉运行的经济性及安全性，因此有效预防和制止空预器堵灰显得非常重要，本文从空预器堵灰及腐蚀产生的原因着手分析，提出了降低锅炉回转式空预器低温腐蚀及堵灰的措施。

关键词　高硫煤 脱硝　空预器　腐蚀及堵灰

1 引言

某厂锅炉采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司配套生产的型号为：29-VI（T）-1830-SMR半模式、双密封、三分仓容克式空气预热器。空预器转子采用半模式扇形仓结构，热端和热端中间层传热元件采用FNC板型，冷端传热元件采用DU3板型，材料为耐低温腐蚀的搪瓷钢制作，所有传热元件盒均制成较小的组件。导向轴承采用双列向心滚子球面轴承。热端静密封采用美国ABB-API新结构，为迷宫式密封结构。随着使用高硫煤燃烧及脱硝喷氨系统的投运，发现锅炉一次、二次风压有波动现象，随后波动摆幅逐渐增大，且呈现周期性变化，说明空气预热器有堵塞现象。空气预热器堵灰时，由于风量的忽大忽小，炉膛负压上下大幅度波动，严重影响锅炉燃烧的稳定性，机组停运时检查空预器，受热面光洁度恶化，有粘性很强的物质，说明腐蚀严重。

2　产生的原因

1. 锅炉燃煤特性偏离设计值太大。但由于目前燃煤供应相对紧张且受价格，锅炉炉膛结焦等各种因素的影响，锅炉燃煤实际不能按照设计煤种运行，煤质含硫量大。烟气中含有水蒸汽及SO3。燃煤含硫越高，随之生成的三氧化硫也将增多，烟气中SO3含量愈多，烟气露点就愈高，烟气露点的提高，就意味着有更多受热面要遭受到酸的腐蚀，当金属壁温低于硫酸汽的露点时就会在其表面生成液体酸，液体酸一方面腐蚀金属和粘结飞灰，同时又和灰中的铁、钠和钙起反应，使积灰加剧。这种灰是酸性的，一般能溶于水，可用水冲洗掉，但当灰中含钙较多时，生成的CaSO4是不溶于水的，不能用水冲掉。

2. 空气预热器冷端壁面温度偏低。由于多方面的原因造成热风再循环投不上，空气预热器冷端综合温度低，冷端壁温不但低于硫酸蒸汽露点，而且低于烟气中水蒸汽露点。而低温受热面发生严重腐蚀通常在受热面壁温低于酸露点30℃左右以及水露点以下2个区域。

3. 省煤器输灰不畅，省煤器输灰管路均由于煤质差磨损非常严重，灰分大使得输灰更加困难，输灰管线有时堵塞，形成恶性循环，加剧了空预器堵灰。

4. 空预器吹灰效果不够良好，未能做到全断面吹灰，使得空预器积灰加重。

5. 氨逃逸过大。锅炉由于进行了低氮燃烧器改造、脱硝工程改造，脱硝工程改造安装了选择性催化还原脱硝装置。由于各种原因在氨气经稀释喷入烟道与烟气反映，必然有部分氨气未参与反映，随烟气排放，形成氨逃逸，随烟气排放的氨气经过复杂的化学反映形成极具粘结性的硫酸氢铵，硫酸氢铵粘结飞灰附着于空气预热器，造成其腐蚀和堵塞，增大其阻力，这也是空预器低温腐蚀、堵灰的诱发原因之一。

6. 空预器水冲洗不彻底。电厂规定停炉在十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

3　腐蚀及堵灰的危害

1. 腐蚀将增加设备检和修维护费用，影响锅炉的安全、可靠和经济运行；

2. 堵灰使空预器阻力增大，造成风机出力不足，严重时将使锅炉无法带满负荷甚至被迫停运；对于三分仓的回转式空预器，由于不均匀堵灰，会造成一次、二次风压和炉膛负压出现周期性的波动，当其波动周期与空预器旋转一周的时间接近时，可能引发风机喘振，燃烧恶化，还可能引起锅炉MFT动作。

4　防范措施

具体可采取以下措施：

1. 加强入厂煤含硫量的控制，在签订燃煤采购合同时要适当考虑加入煤中含硫量的控制条款，用经济杠杆，从源头上减少含硫高的煤进入炉膛，但在近几年由于供电形式紧张，电煤进入卖方市场的条件下，实行的可能性较小，但可加强对不同煤种的混、配工作，防止高硫煤集中进入炉膛；

2. 炉膛火焰温度越高，过量空气越多，生成的SO₃就会越多。因此，要求运行人员精心操作，合理配风，使燃烧状态最佳，减少SO₃的生成；

3. 运行中，根据风机入口温度及时投停热风再循环，并根据排烟温度合理控制出口风温，以确保空预器冷端综合温度在规定范围内；

4. 治理省煤器输灰系统，使得输灰畅通，确保输灰效率在80%以上。

5. 优化空预器吹灰逻辑，使吹灰器在推进过程中分段停止，分段吹灰，确保全断面的吹灰；

6. 优化脱硝催化剂进出口烟道流畅，进行多点喷氨改造，降低氨逃逸率；

7. 加强对空预器出、入口差压的监视，定期对空预器进行在线水冲洗，停机时对空预器进行高压水冲洗；

8. 检修必须搞好空预器及附属设备的定期检查和维护工作。结合运行情况定期或不定期的对传热元件腐蚀堵灰进行检查和对密封装置进行调整，当传热元件发生腐蚀并开始积灰时应及时更换，以确保受热面清洁，防止堵灰加剧，当空预器漏风增大时会使烟温下降，从而引起腐蚀和堵灰；加强暖风器及附属系统的维护，决不能因设备缺陷而影响暖风器的投用；加强蒸汽吹灰和水冲洗系统的维护，确保随时可用，同时应保证系统中的阀门严密性，避免因阀门内漏使水、汽进入空预器造成传热元件的污染、腐蚀、堵灰和卡涩。

5　结语

空预器的腐蚀和堵灰给锅炉安全运行带来了严重的威胁，因此，运行中人员应加强监视和调整，检修人员要加强设备和系统的维护和技术优化，保证设备处于良好的状态。确保空预器减少低温腐蚀和堵灰，提高空预器运行的可靠性，保证锅炉的安全和经济运行。