金洪飛　曲立斌　劉鈺

摘要：分析大唐寧德發(fā)電有限責(zé)任公司3號機組堵灰現(xiàn)象，淺析回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器堵灰原因及相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：空預(yù)器堵灰腐蝕原因措施

中圖分類號：TM61 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2011）08（b）-0139-03

福建大唐國際寧德發(fā)電公司3號鍋爐采用豪頓華公司生產(chǎn)的2臺三分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，型號為31VNT 1720（100），該空預(yù)器同時配有固定式水洗裝置和吹灰裝置，在送風(fēng)機的空預(yù)器出口裝有熱風(fēng)再循環(huán)管路，當(dāng)送風(fēng)機入口風(fēng)溫較低時開啟，以提高入口風(fēng)溫，其旋轉(zhuǎn)方向為煙氣—一次風(fēng)—二次風(fēng)，最低的冷端綜合溫度為138℃（含硫量小于1.5的煙煤）。

1空預(yù)器堵灰的一般機理

三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子部件由無數(shù)個傳熱元件組成，當(dāng)空預(yù)器緩慢旋轉(zhuǎn)，煙氣和空氣逆向交替流經(jīng)空氣預(yù)熱器，蓄熱元件在煙氣側(cè)吸熱，在空氣側(cè)放熱，從而達到降低鍋爐排煙溫度，提高熱風(fēng)溫度的預(yù)熱作用。其的受熱面是由厚度為0.5～1.2mm的薄板軋制成波紋板之后，疊在一起壓緊組裝而成，當(dāng)量直徑很?。?.6或9.8），流通渠道狹窄，很容易造成積灰和堵塞。而大中型電站鍋爐設(shè)計排煙溫度一般低于150～1600℃，因而空預(yù)器冷端受熱面壁溫較低，容易結(jié)露和腐蝕。

燃料中的水分是煙氣中的水蒸氣的主要來源，煙氣中的水分能使煙氣露點提高，低溫腐蝕加劇，各種原因產(chǎn)生的水份在傳熱元件上積聚后，將迅速惡化積灰。水膜直接吸收水分、硫酸氣和SO2，在灰中一些催化成分的作用下產(chǎn)生硫酸，增強腐蝕。水分滲入灰層，在灰變干后，灰的密度增加，在層層燒結(jié)后變成水泥狀物質(zhì)而堵塞通道。因此，各種外部水分是堵灰的催化劑，而通過燒結(jié)后的水泥狀灰層更不易清除。

同時當(dāng)燃料中的硫分越高時，低溫腐蝕越嚴重，空預(yù)器積灰更多，腐蝕金屬還會使灰層變硬。一般折算硫分從0.05%升高到0.3%時，露點可從60℃增加到120℃。當(dāng)折算硫分達0.5%時，煙氣露點可達130℃，并隨硫分的增加還會進一步提高。燃用較高硫分的燃料，煙氣中的SO3氣體會和水蒸氣結(jié)合形成硫酸蒸汽，直接腐蝕金屬。腐蝕后的傳熱元件表面的吸灰能力將增強。腐蝕形成的元件表面的點狀坑，也將成為吸灰的起始點，腐蝕產(chǎn)生的水分亦更加劇了這一過程。

空預(yù)器受熱面粘污和積灰，影響受熱面?zhèn)鳠幔菇饘俦跍剡M一步降低，從而又加劇了低溫腐蝕。當(dāng)空預(yù)器受熱面堵塞嚴重時，空預(yù)器差壓將急劇增加，使空預(yù)器流經(jīng)的煙氣流量大幅降低，而同樣差壓下，因一次風(fēng)與送風(fēng)的壓力較高，其風(fēng)量降低的幅度大大低于煙氣量降低的幅度，這樣鍋爐排煙溫度大幅降低，進一步加劇了空預(yù)器受熱面的粘污積灰。

2寧德電廠3號機組的堵灰現(xiàn)象及原因分析

2.1 堵灰現(xiàn)象

空預(yù)器堵灰最直觀的現(xiàn)象就是：空預(yù)器運行差壓大幅變大，兩側(cè)空預(yù)器的排煙溫度偏差增加，堵灰側(cè)空預(yù)器的排煙溫度大幅降低?？疹A(yù)器堵灰將使引風(fēng)機出力增加，電耗變大，可能發(fā)生引風(fēng)機出力不足無法滿足機組高負荷運行，同時因為空預(yù)器堵塞煙氣通流面積減少，容易發(fā)生引風(fēng)機振動大幅增加，引發(fā)引風(fēng)機搶風(fēng)，對引風(fēng)機造成極惡劣的損壞，影響機組的正常運行。

圖1～圖8為2011年2～9月份A、B引風(fēng)機出口溫度的變化趨勢。

由這些圖可以看出在6月1號，機組低負荷運行時，A側(cè)空預(yù)器發(fā)生嚴重的堵塞，在此后的運行中，堵塞情況進一步加劇，最后嚴重影響了鍋爐的安全運行。

2.2 原因分析

（1）實際燃燒煤種與設(shè)計煤種偏差較大。大唐寧德電廠設(shè)計煤種為大同塔山洗精煤，但受到燃煤市場價格及供應(yīng)量的影響，目前各燃煤電廠往往無法燃用設(shè)計煤種，而改為特性較差的煤種，這些煤種的水分、硫分、灰分均遠遠高于設(shè)計煤種，其發(fā)熱量遠低于設(shè)計煤種，帶相同負荷的情況下，鍋爐燃煤量大幅度增加，煙氣量也大幅升高，煙氣量、水分、硫分、灰分的增加也加劇了空預(yù)器的堵塞。

（2）空預(yù)器吹灰器的運行狀況?？疹A(yù)器吹灰器的疏水不暢或疏水時間過短、吹灰器的供汽門內(nèi)漏、實際運行中吹灰器進汽量少或不進汽等原因均將造成空預(yù)器的積灰堵塞。寧德電廠4號機組曾發(fā)生過空預(yù)器吹灰槍不進汽，而造成空預(yù)器差壓大幅上升，當(dāng)吹灰槍恢復(fù)正常連續(xù)吹灰后，空預(yù)器差壓很快地恢復(fù)到正常范圍。

（3）停爐時間短，空預(yù)器水沖洗不夠徹底。如上表可以看出3號機組啟動初期B側(cè)的空預(yù)器差壓就明顯高于A側(cè)，可以看出B側(cè)空預(yù)器沖洗效果不如A側(cè)，而沖洗不徹底將使受熱面殘留污垢，正常運行時更容易大量積灰結(jié)垢。

（4）空預(yù)器波紋板變形?？疹A(yù)器運行環(huán)境差

（5）空預(yù)器的冷端綜合溫度無法滿足實際運行需求?？疹A(yù)器的低溫腐蝕和堵灰一般都發(fā)生在空預(yù)器的冷端，且腐蝕和堵灰的嚴重程度取決于燃燒煤質(zhì)、燃燒條件和空預(yù)器冷端綜合溫度，在鍋爐煤質(zhì)大幅度偏離設(shè)計煤種時，空預(yù)器實際需要的冷端綜合溫度也已經(jīng)偏離了設(shè)計值（138℃），圖9為冷端綜合溫度與燃煤所含硫分的關(guān)系：硫分越高，空預(yù)器安全運行所需要的冷端綜合溫度也就越高。而且機組負荷越低，其排煙溫度也越低，其所需要的冷端綜合溫度也越高，如果運行中仍然按照設(shè)計的冷端綜合溫度進行調(diào)節(jié)，將大大地加速空預(yù)器的低溫腐蝕與堵灰。福建冬春季節(jié)雨水偏多，環(huán)境溫度低，季度負荷低，在燃用高硫分、高水分、高灰分的煤種時，空預(yù)器只要發(fā)生了輕微的堵塞，全開送風(fēng)的熱風(fēng)再循環(huán)，也可能無法滿足空預(yù)器實際需要的冷端綜合溫度。而且當(dāng)空預(yù)器發(fā)生積灰堵塞后，空預(yù)器運行中從煙氣側(cè)帶入風(fēng)側(cè)的紛塵也將明顯增多，開熱風(fēng)再循環(huán)門，將可能增加送風(fēng)側(cè)的粉塵量，加劇積灰。

3防范措施

低溫受熱面腐蝕和堵灰的根本原因是由于煙氣中存在SO3，以及受熱面金屬壁溫低于煙氣露點的緣故。因此，要減輕和防止低溫腐蝕與堵灰應(yīng)從以下幾方面著手。

（1）加強對空預(yù)器出、入口差壓的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常及時采取措施避免堵灰加劇運行中應(yīng)加強對空預(yù)器出、入口一次風(fēng)、二次風(fēng)及煙氣差壓監(jiān)視，特別是在冬季溫度急劇下降時尤其要注意。當(dāng)發(fā)現(xiàn)空預(yù)器出、入口一次風(fēng)、二次風(fēng)及煙氣差壓有異常變化時，應(yīng)加強調(diào)整，采取加強吹灰等措施。如采取措施后仍不見好轉(zhuǎn)，確認冷端受熱面薄板有可能被腐蝕并開始積灰時，應(yīng)在停機時及時對冷端受熱面進行更換，以確保受熱面清潔，防止堵灰加劇，從而保證空預(yù)器能夠正常運行。

（2）將受熱面壁溫提高到煙氣露點以上。要提高壁溫，就要提高排煙溫度及冷空氣溫度。提高排煙溫度可以提高壁溫，從而減輕腐蝕，但因此增加了排煙損失，降低了鍋爐工作的經(jīng)濟性。提高空預(yù)器入口冷空氣溫度也可提高冷端受熱面壁溫，防止結(jié)露腐蝕，在運行中根據(jù)送風(fēng)機入口溫度及時打開送風(fēng)的熱風(fēng)再循環(huán)，并根據(jù)負荷的變化保持空預(yù)器入口冷風(fēng)溫度在20～50℃的范圍，以確?？疹A(yù)器冷端溫度在規(guī)定范圍內(nèi)。

（3）加強空預(yù)器吹灰和水洗工作，確保受熱面清潔由于空預(yù)器的傳熱元件布置較緊密，煙氣中的飛灰易沉積在受熱面上，使氣體流動阻力增加，嚴重時甚至?xí)⒘魍ń孛嫱耆滤溃绊懣疹A(yù)器的正常工作。此外，如果低溫受熱面積灰也將造成金屬壁溫更低，硫酸蒸汽能透過灰層擴散到金屬壁上，形成硫酸，使積灰變硬，更難清除。因此在運行中應(yīng)確?？疹A(yù)器吹灰器能夠正常投入。吹灰時盡量保持高一點的負荷，以保證受熱面一定的壁溫。同時吹灰前要將吹灰蒸汽疏水徹底排凈，吹灰時吹灰蒸汽應(yīng)保持足夠的過熱度，避免濕蒸汽經(jīng)吹灰器進入空預(yù)器從而加劇堵灰。吹灰工作每班必須進行一次。為了保證受熱面清潔，空預(yù)器還配有固定式水洗裝置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)空預(yù)器有堵塞現(xiàn)象時，可在運行中或停機時對空預(yù)器進行水洗。水洗后的空預(yù)器經(jīng)脫水后必須進行徹底干燥，以防空預(yù)器再次投運后發(fā)生受熱面腐蝕。

（4）加強燃燒調(diào)整，保持適當(dāng)?shù)倪^量空氣系數(shù)，減少SO3的產(chǎn)生。煙氣中形成的SO3的多少與燃料硫分、火焰溫度、燃燒熱強度、燃燒空氣量、飛灰性質(zhì)與數(shù)量和鍋爐受熱面的催化作用等因素有關(guān)。運行中保證適當(dāng)?shù)倪^量空氣系數(shù)可以降低煙氣中SO3的形成，這樣也就控制了硫酸蒸汽的形成，從而最大限度地降低了空預(yù)器的腐蝕。

（5）打開送風(fēng)機聯(lián)絡(luò)擋板，平衡兩側(cè)空預(yù)器的送風(fēng)量。機組運行中，如果發(fā)現(xiàn)某側(cè)空預(yù)器差壓變大，排煙溫度大幅度降低，則發(fā)生堵塞的空預(yù)器的入口二次風(fēng)壓將大幅提高，適度打開送風(fēng)機聯(lián)絡(luò)擋板，通過送風(fēng)的壓力差，自然調(diào)節(jié)兩側(cè)空預(yù)器的二次風(fēng)流量，這樣可以保證兩側(cè)冷卻風(fēng)量的平衡，既可以提高發(fā)生堵塞的空預(yù)器的排煙溫度，也可以降低另一側(cè)空預(yù)器的排煙溫度，提高機組的經(jīng)濟性，抑制空預(yù)器堵塞的加劇。

4結(jié)語

空預(yù)器堵灰給鍋爐安全穩(wěn)定運行帶來了嚴重的威脅，也影響了機組正常帶負荷，因此在運行中應(yīng)加強監(jiān)視和調(diào)整，針對運行中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象認真分析，制定出相應(yīng)的技術(shù)措施，保證設(shè)備具備良好的狀態(tài)。只有這樣才能夠使空預(yù)器不發(fā)生低溫腐蝕，減少堵灰，從而確保鍋爐空預(yù)器的安全運行。

參考文獻

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