锅炉空预器堵塞的清除与预防方案

锅炉空预器堵塞的清除与预防方案

薛松

内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古呼和浩特市托克托县， 010200

摘要：锅炉空预器堵塞对发电机组的正常运行造成较为严重的影响。在机组的实际运行过程中，空预器内部会因各种原因导致其受热面出现积灰，使其传热效果受到严重的限制，从而对锅炉的安全性和经济性造成损伤。而且空预器一旦出现积灰，也会降低风机的通风效率，增加电能损耗。严重时甚至需要停炉经过处理后才能再次投入使用，但这种非正常的启停形式，对电厂的经济效益同样会造成严重的影响。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

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]。

2.3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。

2.4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。

3、锅炉空预器堵塞原因分析

3.1机组启停

机组启停过程对空预器造成影响，容易引发堵塞。由于一般每次启停机组时，锅炉都会排出温度约在70～80℃的烟气，因而致使空预器低温段出现由烟气中的硫酸蒸汽和水蒸汽结成的露水，从而导致内部蓄热元件粘连飞尘。同时，锅炉点火时，由于炉膛一般处于低温状态，锅炉飞灰中的大量煤粉尚未完全燃尽，为避免空预器蓄热元件积聚大量的未燃尽煤粉，长期持续地产生空预器蒸汽进行吹灰，导致低温烟气的燃烧生成大量的水蒸气与空预器蓄热元件低温段的吹灰蒸汽相遇后凝结，从而使其粘连大量的飞灰，促使空预器快速形成烟灰堵塞[2]。

3.2入炉煤硫份高

入炉煤硫份与空预器堵塞有直接影响。入炉煤硫份越高，就会提高空预器冷段的酸露点，而当酸露点高于排烟温度时，就会使空预器冷端蓄热元件处发生积灰和低温腐蚀的情况。因此，入炉煤硫份越高，越容易使空预器发生堵塞现象。

3.3环境温度低

由于环境温度过低，致使排烟温度低于酸露点，从而引起积灰和低温腐蚀现象。一般排烟温度可以通过空预器内部热风再循环系统和暖风器进行加热，从而促使排烟温度达到酸露点的要求，但一旦环境温度过低，就算利用加热方式，提高排烟温度，也难以满足条件，以致出现积灰和堵塞现象。例如，某些工厂在冬季时节，一般环境温度低于－5℃，持续运行热风再循环系统和暖风器，也只能使排烟温度保持在100℃左右，未达到入炉煤硫份相应的酸露点温度，从而导致积灰和低温腐蚀现象的发生。

3.4脱硝系统的运用

运用脱硝系统容易使硫酸氢铵在空预器冷端蓄热元件处凝结。特别是当满足机组负荷低和环境温度低的条件时，不仅降低脱硝烟气的温度，还降低脱硝催化剂的活性，为避免脱硝出口烟气的NOx含量超出标准，增加约10%的喷氨量，以致提高氨逃逸率，从而大幅度增加硫酸氢铵的生成概率。同时锅炉排烟温度与环境温度有直接关系，一旦温度过低时，容易使空预器冷端蓄热元件处形成大量的硫酸氢铵，从而使空预器发生积灰[3]。

3.5热风再循环系统的运用

热风再循环系统原理设计是从空预器热风出口至送风机入口形成热风循环，但由于空预器本身具有漏风的情况，而热风再循环系统会形成携带有飞灰的热风，从而使空预器冷端低温部位容易发生积灰粘连情况。特别是在环境温度过低时，排烟温度过低，使积灰粘连现象更加明显。

3.6省煤器灰斗下灰不畅

省煤器是造成空预器发生堵塞的重要因素之一，若省煤器灰斗下灰过程存在问题，会使空预器内部出现大颗粒飞灰，从而使空预器发生堵塞情况。

3.7机组检修不到位

机组检修过程，清理空预器蓄热元件的方法存在缺陷，常采用高压水冲洗，而忽视解包清理，因而使空预器蓄热元件的中段部位依然存在干净问题，以致启机后，空预器在满负荷状态下，其差压经常达到2.0kPa左右。

4、预防措施及运行效果分析

4.1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。

4.2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。

4.3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。

4.4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 ℃[4]。

4.5SCR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。

4.6合理控制喷氨量

在设备工作时要尽可能避免快速打开喷氨调节门。在正常工作状态下，磨煤机已经停止工作，在燃烧调整之前一定要做好有效控制，利用降低SCR出口NOX值的方式对喷氨量进行调节，同时还要对磨煤机燃烧以及停止等操作进行调整并加以优化，防止NOX生成量出现较大范围的波动。

4.7 调整喷氨均匀性

结合实际情况需及时创建喷氨流量调整机制，定期进行检修，结合实际情况对喷氨手动门展开优化，避免出现喷氨不均匀的现象。

4.8运行效果分析

将以上空预器堵塞的预防措施在某一个电厂中进行尝试，经过1年运行后，空预器满负荷烟气侧差压低于1.8kPa，对比刚检修完的机组，差压仅增加0.04kPa，空预器堵塞现象未发生对比刚检修完的空预器，排烟温度较往年的20℃，仅提高约1℃。同时，空预器出口的一二次风温基本保持不变，引风机、送风机、一次风机等设备的电流增加量也有不同程度的降低。可见，上述的预防措施不仅提高空预器的运行效果，同时还提高机组的经济性和安全。

结语

总之，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.