吳國(guó)金

摘 要：本文分析了回轉(zhuǎn)式空預(yù)器存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施，包括空預(yù)器堵灰、空預(yù)器漏風(fēng)等問(wèn)題及改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：空預(yù)器；堵灰；漏風(fēng)

空氣預(yù)熱器是鍋爐輔助設(shè)備中一個(gè)非常重要的設(shè)備。它能夠利用鍋爐煙氣的余熱，進(jìn)而提高鍋爐效率，所以空氣預(yù)熱器的效能對(duì)鍋爐效率起著決定性的影響。

在火電廠中，在鍋爐后煙道下邊后都裝有空預(yù)器。裝設(shè)空預(yù)器用來(lái)降低排煙溫度，加熱二次風(fēng)和一次風(fēng)，從而提高進(jìn)入爐膛的氧氣溫度，使鍋爐效率提高。空預(yù)器是火電廠中非常重要的輔助設(shè)備。然而，要想提高空氣預(yù)熱器的效能必須從其主要存在的問(wèn)題著手，找到這些主要問(wèn)題的解決方案。本文將重點(diǎn)解決這一問(wèn)題。

目前北方某發(fā)電公司空預(yù)器主要有以下問(wèn)題：

1 空預(yù)器堵灰

1.1 空預(yù)器堵灰的原因

回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的換熱元件是波紋板。由于波紋板很薄，板間縫隙很小，在煙氣流通過(guò)程中很容易造成積灰，進(jìn)而造成通道堵塞。由于大中型電站鍋爐設(shè)計(jì)排煙溫度一般在120℃左右，使得空氣預(yù)熱器冷端受熱面壁溫容易低于凝結(jié)點(diǎn)，使換熱面發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，影響受熱面?zhèn)鳠?，如果金屬壁溫進(jìn)一步降低，這樣會(huì)產(chǎn)生低溫腐蝕，影響空氣預(yù)熱器的安全運(yùn)行。

將鍋爐進(jìn)行脫硝改造完成后，將會(huì)有氨氣漏出，將會(huì)與煙氣形成硫酸鹽，它具有很強(qiáng)的吸附力和板結(jié)性，很容易粘附在換熱元件上，導(dǎo)致積灰的形成，造成空預(yù)器堵塞，這樣會(huì)造成頻繁的空預(yù)器吹灰，使能源過(guò)度浪費(fèi)，也會(huì)對(duì)換熱元件產(chǎn)生磨損，這是需要注意和控制的。

空氣預(yù)熱器堵灰的影響主要有：阻礙煙氣的流通，使風(fēng)壓變大、煙氣出口負(fù)壓增加，使漏風(fēng)量增加，想維持爐膛負(fù)壓，引風(fēng)機(jī)就要增加出力，加大了損耗。

這樣使預(yù)熱空氣達(dá)不到預(yù)定的溫度，排出的煙氣溫度過(guò)高，從而降低了鍋爐的運(yùn)行效率。另外，空氣預(yù)熱器堵灰會(huì)造成煙氣阻力增大，從而造成引風(fēng)機(jī)過(guò)載。

1.2 針對(duì)堵灰的改進(jìn)措施

由于低溫腐蝕會(huì)加重堵灰，兩者是相互作用的，所以可以將減輕低溫腐蝕的措施應(yīng)用于減輕堵灰的產(chǎn)生。在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的冷端和熱端均會(huì)發(fā)生堵灰。在冷端，主要為灰垢，可通過(guò)改變冷端溫度或使用吹灰裝置進(jìn)行清除；在熱端，堵灰主要是爐膛中煙氣所攜帶出來(lái)的大顆粒爐渣及水分在熱端受熱面，發(fā)生聚集，造成堵灰。

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器解決堵灰問(wèn)題通常用以下兩種方法：

1）蒸汽吹灰器。這個(gè)裝置可以利用過(guò)熱蒸汽清除比較細(xì)小的灰塵。電站鍋爐中，蒸汽吹灰器一般布置在空氣預(yù)熱器冷端。這樣可避免積灰進(jìn)入電除塵器。所用吹灰時(shí)問(wèn)隨著回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的直徑增加而變長(zhǎng)。由于蒸汽吹灰器是利用過(guò)熱蒸汽進(jìn)行吹灰，操作簡(jiǎn)單方便，所以大多電廠均較傾向于蒸汽吹灰。

2）水沖洗裝置。蒸汽吹灰雖然簡(jiǎn)單方便，易于操作，但不能全面清理所有受用水沖洗加以清洗掉。水沖洗有時(shí)需在鍋爐降負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。在這個(gè)過(guò)程中需用擋板隔絕一臺(tái)空氣預(yù)熱器，進(jìn)行水沖洗，然后再將另外一臺(tái)空氣預(yù)熱器用擋板隔絕，并進(jìn)行清洗。沖洗時(shí)，空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速應(yīng)降低至正常轉(zhuǎn)速的1/2。沖洗時(shí)鍋爐負(fù)荷可帶一半多的負(fù)荷。水沖洗裝置可以附帶在吹灰器上，為伸縮式。

3）可調(diào)頻聲波吹灰器，是一種近年來(lái)為適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)需要研發(fā)出的新型吹灰器，其完全可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)自我調(diào)頻的功能，可調(diào)頻聲波吹灰器的投入，減少了蒸汽吹灰器的運(yùn)行頻率，減少了蒸汽的浪費(fèi)，最重要的可以大大緩解脫硝改造后空預(yù)器所產(chǎn)生的結(jié)垢，從而引起的風(fēng)機(jī)出力增加，換熱效率降低，本文將重點(diǎn)對(duì)盧波吹灰器進(jìn)行研究。

2 空預(yù)器漏風(fēng)

2.1 空預(yù)器漏風(fēng)的原因

在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中，空氣側(cè)的壓力高，煙氣側(cè)的壓力低，這樣空氣側(cè)的一二次風(fēng)就會(huì)通過(guò)動(dòng)靜部件之間的間隙漏到煙氣側(cè)，形成漏風(fēng)，這也是不可避免的，只能盡量的減小?？諝庵苯舆M(jìn)入煙道，為了維持空氣量，維持有效燃燒，就要使送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)出力增加，為了維持爐膛負(fù)壓要使引風(fēng)機(jī)出力增大，增加了損耗。當(dāng)漏風(fēng)量超過(guò)一定限制時(shí)，會(huì)使風(fēng)量不夠難以達(dá)到所需氧量，導(dǎo)致燃料不能充分燃燒，造成燃燒損失。漏風(fēng)率很高時(shí)，還會(huì)使煙氣量增加，流動(dòng)速度加快，排煙溫度上升，排煙熱損失進(jìn)一步加大，使鍋爐熱效率降低?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而越來(lái)越大，所以要經(jīng)常檢修維護(hù)。

直接漏風(fēng)是由空氣側(cè)和煙氣側(cè)之間的差壓及漏風(fēng)間隙引起的，漏風(fēng)量相比來(lái)

說(shuō)很大，占總漏風(fēng)量的絕大部分。降低空氣預(yù)熱器漏風(fēng)也就是降低直接漏風(fēng)量。

直接漏風(fēng)量的計(jì)算公式如下：

（2-1）

式中G為直接漏風(fēng)量，kg/s；K為泄漏系數(shù)；F為間隙截面積，m2； 為空氣與煙氣的壓差，pa；ρ為空氣密度，kg/m3。

式（2-1）用于計(jì)算回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的直接漏風(fēng)量。式中氣體密度ρ的變化很小，所以舍去忽略不計(jì)。因此，從式中可以看出影響漏風(fēng)的主要因素是泄漏系數(shù)K、間隙面積F、空氣與煙氣的壓差△P?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量與泄漏系數(shù)K、間隙面積F、空氣與煙氣的壓差△P的平方根成正比。

鍋爐脫硝改造后，空預(yù)器煙氣側(cè)T作壓力提高，漏風(fēng)率加大，同時(shí)空預(yù)器入口煙溫降低，煙氣中產(chǎn)生的硫酸氫銨會(huì)引起空預(yù)器冷端換熱元件低溫腐蝕及堵塞，而且鍋爐空預(yù)器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，部分密封元件已損壞嚴(yán)重，漏風(fēng)率較大，而且空預(yù)器運(yùn)行過(guò)程中，最：E要的經(jīng)濟(jì)性參數(shù)就是漏風(fēng)率，所以空預(yù)漏風(fēng)率的控制非常重要。

漏風(fēng)控制系統(tǒng)的頻繁故障也是空預(yù)器漏風(fēng)率高的一個(gè)主要原因，北方某發(fā)電公司的經(jīng)常出現(xiàn)空預(yù)器漏風(fēng)控制系統(tǒng)提升機(jī)構(gòu)持續(xù)提升扇形板，超過(guò)上限位，直至碰觸熱端梁，導(dǎo)致扇形板、提升機(jī)構(gòu)和千斤頂損壞。

1、故障情況分析

當(dāng)空氣預(yù)熱器停轉(zhuǎn)報(bào)警、系統(tǒng)轉(zhuǎn)為溫控模式及系統(tǒng)故障報(bào)警出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)提升扇形板至上限位停止。如扇形板運(yùn)行受阻（如扇形板卡澀、密封座摩擦、扇形板積灰等），提升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)軸上力矩大于力矩保護(hù)器中剪切銷的剪切強(qiáng)度時(shí)，剪切銷斷裂，力矩保護(hù)開(kāi)關(guān)觸發(fā)，系統(tǒng)停機(jī)。

2、故障原因

1）上行接觸器經(jīng)長(zhǎng)時(shí)問(wèn)使用存在觸點(diǎn)老化，觸頭不靈活，導(dǎo)致接觸器上行接觸器在事故時(shí)持續(xù)吸合，無(wú)法脫開(kāi)；

2）力矩保護(hù)開(kāi)關(guān)無(wú)法正常觸發(fā)，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法停止提升；

3）系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于故障報(bào)警狀態(tài)，并未及時(shí)處理。

3、改進(jìn)措施

1）將現(xiàn)有剪切銷式力矩保護(hù)器更換為牙型力矩保護(hù)器；

2）增加雙提升桿上限位保護(hù)機(jī)構(gòu)；

3）引入空預(yù)器轉(zhuǎn)子電流反饋信號(hào)作為系統(tǒng)安全保護(hù)信號(hào)；

4）在分控柜中原有上F行接觸器的基礎(chǔ)上各增加一套接觸器；

5）漏風(fēng)控制系統(tǒng)程序升級(jí)。

2.2 針對(duì)漏風(fēng)率大的改進(jìn)措施

漏風(fēng)會(huì)嚴(yán)重影響回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，所以防止或降低空預(yù)器漏風(fēng)對(duì)整個(gè)機(jī)組都非常重要。目前，防止漏風(fēng)問(wèn)題的措施主要從設(shè)計(jì)安裝方面和空氣預(yù)熱器系統(tǒng)兩方面進(jìn)行考慮：

1）要想最大限度減少漏風(fēng)，必須對(duì)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器裝置本身加以改造，這是解決漏風(fēng)問(wèn)題的最直接的方法。

2）有條件的情況下，也可改變?nèi)济旱姆N類，嚴(yán)格控制煤質(zhì)，少燒劣質(zhì)煙煤和高硫煤。提高煤粉燃盡度，減緩尾部煙道磨損，定期分析確查煤粉細(xì)度，調(diào)整燃燒，低氧燃燒褐煤僅需控制腐蝕；鍋爐燃用煙煤所需要的氧量為3.10～3.15%：

鍋爐燃用無(wú)煙煤所需要的氧量為3.14～3.17%。鍋爐燃用劣質(zhì)煤所需要氧量就相對(duì)較低。

3）接觸式密封技術(shù)：接觸式密封日前已得到廣泛應(yīng)，對(duì)降低漏風(fēng)率效果非常明顯。以某一設(shè)計(jì)為例，在扇形密封擋板、軸向密封擋板和外殼之間焊接板條，將徑向密封擋板和軸向密封擋板冷態(tài)調(diào)試時(shí)固定于某一合適位置，形成完整的焊接結(jié)構(gòu)，并在熱變形的情況下，還能保證密封的嚴(yán)密性，從而消除二次漏風(fēng)可能。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)北方某發(fā)電公司脫硝系統(tǒng)改造后空預(yù)器存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，并提出整改的措施。目前主要存在三個(gè)問(wèn)題，一、窄預(yù)器的漏風(fēng)問(wèn)題，針對(duì)此問(wèn)題對(duì)窄預(yù)器的密封板改造為接觸式柔性密封，并對(duì)空預(yù)器的漏風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造。二、空預(yù)器的堵灰問(wèn)題，針對(duì)此項(xiàng)問(wèn)題，在現(xiàn)有的蒸汽吹灰基礎(chǔ)上加裝高頻聲波吹灰器。