摘要：當(dāng)前燃煤發(fā)電作為我國最主要的發(fā)電形式，面臨節(jié)能減排要求的日漸提升，鍋爐空預(yù)器的出口煙溫也越來越低，僅略高于酸露點(diǎn)的溫度。堵灰、漏風(fēng)嚴(yán)重時則必須采取停爐的措施，嚴(yán)重影響了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。對于內(nèi)蒙古西部的發(fā)電鍋爐，在冬季的情況下，空氣預(yù)熱器由于入口處空氣初始溫度偏低，低溫腐蝕積灰、漏風(fēng)的問題也更加嚴(yán)重?？諝忸A(yù)熱器堵灰、漏風(fēng)會影響機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行，降低機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，因此，解決空氣預(yù)熱器的積灰、堵灰、漏風(fēng)問題對于保障機(jī)組的正常穩(wěn)定運(yùn)行有重要的意義。鑒于此，文章結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，對循環(huán)流化床鍋爐空預(yù)器堵灰、漏風(fēng)原因及治理提出了一些建議，僅供參考。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐空預(yù)器;堵塞、漏風(fēng)原因;預(yù)防措施

1引言

準(zhǔn)能矸電公司二期2X330MW機(jī)組的采用的是東方鍋爐廠自主研發(fā)設(shè)計的亞臨界循環(huán)流化床（CFB）鍋爐，型號是DG-1177.17.4-Ⅱ，采用臥式光管空氣預(yù)熱器，于2011年9月30日并網(wǎng)發(fā)電。

我廠空預(yù)器設(shè)備的積灰腐蝕漏風(fēng)現(xiàn)象經(jīng)過長期治理已得到了較大改善，然而空預(yù)器的腐蝕與堵灰是不可避免的，通過對我廠空預(yù)器長期觀察和分析，空預(yù)器堵塞和漏風(fēng)的主要原因大概分為以下幾種。

1.1 空預(yù)器堵塞原因分析：空預(yù)器的低溫腐蝕和硫酸氫銨沉積現(xiàn)象是火電廠普遍存在的問題，盡管各個電廠在鍋爐設(shè)計、安裝和運(yùn)行中都已充分考慮并采取了防止低溫腐蝕和脫硝空預(yù)器的對應(yīng)措施，但實(shí)際運(yùn)行中仍然由于種種原因不能杜絕空預(yù)器堵塞問題，空預(yù)器的堵塞是一個多因素影響的過程。

1.1.1 由于空氣預(yù)熱器在煙道中的位置在除塵器上游，煙氣在流經(jīng)空預(yù)器之前沒有進(jìn)過任何脫灰處理，煙中的含灰量較高，而空預(yù)器管的間隙非常窄，煙氣在流經(jīng)空預(yù)器時自然形成積灰。

1.1.2 煙氣偏流也會造成管箱積灰，若流場均勻性較差，出現(xiàn)偏流現(xiàn)象，流速降低處容易大量積灰，一旦發(fā)生堵灰現(xiàn)象就會惡性循環(huán)直至完全堵死。

1.1.3 當(dāng)空預(yù)器上游加入SCR脫硝設(shè)備之后，由于SCR中氨的量難以控制，造成一部分氨氣的逃逸，可以與煙氣中的SO2和水蒸氣反應(yīng)生成NH4HSO4，在空預(yù)器內(nèi)凝結(jié)粘附灰分。目前燃煤電廠一般會利用煙氣脫硝技術(shù)來處理煙氣，這其中以選擇性催化還原法為主，即SCR。而且通過在火電廠中加裝SCR裝置還能夠?qū)崿F(xiàn)對廢氣的有效凈化，但在實(shí)際燃煤電廠煙氣脫硝過程中易產(chǎn)生空氣預(yù)熱器堵塞問題，這種情況發(fā)生多是由于局部噴氨過量造成大量氨氣逃逸，由此而造成空氣預(yù)熱器的冷段部分硫酸氫胺結(jié)晶出現(xiàn)堵塞，影響空預(yù)器的運(yùn)行效果。對于空預(yù)器而言，積灰和結(jié)露腐蝕往往是伴隨發(fā)生的，兩者相互促進(jìn)。空預(yù)器積灰之后更容易吸附煙氣中的硫酸蒸汽和NH4HSO4，加劇腐蝕;而結(jié)露腐蝕產(chǎn)生的粘性鹽加重了積灰，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致空預(yù)器管間隙逐漸縮小直至完全堵死，我廠停爐檢查發(fā)現(xiàn)積灰呈黃綠色，為析出的酸性液體與煙氣中的飛灰混合產(chǎn)物，是嚴(yán)重的硫化現(xiàn)象。

1.2 空預(yù)器漏風(fēng)原因分析

1.2.1 煙氣對管子路口處焊點(diǎn)的沖刷。由于煙氣中含有大量的灰塵顆粒，當(dāng)煙氣進(jìn)入預(yù)熱器管束時，便會對管子入口處造成磨損，鍋爐運(yùn)行時間久了，管束入口處的焊點(diǎn)就會被磨掉，這樣未經(jīng)參與燃燒的空氣便從管束與管板的縫隙直接進(jìn)入煙道隨煙氣排走。

1.2.2 煙氣對預(yù)熱器管壁的沖刷。當(dāng)煙氣從一個非常大的空間進(jìn)入預(yù)熱器管時，由于煙氣流動的空間突然變小，會增大煙氣流速，與煙氣中夾帶的灰塵和未燃盡的煤粒會加大對管子內(nèi)壁的磨損，長期以來，就有可能將管子磨破，使空氣漏入煙氣中，這又是造成預(yù)熱器漏風(fēng)的一個主要原因。

1.2.3 空氣預(yù)熱器管箱之間密封不嚴(yán)，多根鋼管斷裂，或風(fēng)道振動太大引起空預(yù)器內(nèi)鋼管焊口開裂，冷風(fēng)漏到煙氣側(cè)，致使管箱內(nèi)局部產(chǎn)生微正壓，煙氣流通性降低，飛灰顆粒浮積在管箱內(nèi)。

1.2.4 低溫腐蝕對管壁的影響。因?yàn)槊涸谌紵^程中會產(chǎn)生二氧化硫和三氧化硫氣體，雖然有爐內(nèi)脫硫設(shè)施，但不可能100%脫除。煙氣中的水蒸氣遇到三氧化硫便會產(chǎn)生酸煙霧，酸煙霧遇到溫度較低的預(yù)熱器管管壁時便會凝結(jié)成酸溶液，從而形成對預(yù)熱器管壁的腐蝕。

2空預(yù)器漏風(fēng)、堵塞帶來的問題：

（1）空預(yù)器運(yùn)行阻力增加，使送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的耗電量增加，影響機(jī)組帶負(fù)荷能力，嚴(yán)重時將導(dǎo)致風(fēng)機(jī)失速;

（2）空預(yù)器冷端結(jié)垢后，換熱能力降低，煙氣不能正常通過，造成排煙溫度升高，影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性;

（3）對于空氣預(yù)熱器，腐蝕和積灰往往是伴隨產(chǎn)生的，當(dāng)空預(yù)器發(fā)生積灰時，更容易吸附煙氣中的硫酸蒸汽和NH4HSO4，積灰也為腐蝕提供了一個“溫床”，從而加重腐蝕，影響蓄熱元件的使用壽命。

（4）吹灰器使用頻繁，造成冷端和密封件吹損嚴(yán)重。

（5）堵塞造成腐蝕，腐蝕的結(jié)果會造成空氣預(yù)熱器管子泄漏損壞，造成嚴(yán)重漏風(fēng)，引起燃燒工況惡化。嚴(yán)重時不得不經(jīng)常更換受熱面，既增加了維修工作量和材料損耗，又影響了鍋爐的正常運(yùn)行，冷空氣進(jìn)入煙氣側(cè)，還會降低煙溫，加速低溫腐蝕及堵灰的速度，從而影響鍋爐安全運(yùn)行。

（6）空預(yù)器漏風(fēng)最直接的影響就是風(fēng)機(jī)電耗增大，廠用電率升高，影響機(jī)組的帶負(fù)荷能力，高負(fù)荷時，漏風(fēng)可能導(dǎo)致三大風(fēng)機(jī)出力不足，被迫降低負(fù)荷運(yùn)行，加劇低溫腐蝕，導(dǎo)致一二次風(fēng)量增加，排煙溫度降低，。低負(fù)荷時，空預(yù)器冷段溫度可能接近煙氣的露點(diǎn)溫度，加劇空預(yù)器冷段的低溫腐蝕，惡性循環(huán)。

3綜合治理方案

3.1安裝暖風(fēng)器

鍋爐暖風(fēng)器是利用汽輪機(jī)低壓抽汽加熱空氣預(yù)熱器進(jìn)口空氣的熱交換器，一般安裝于風(fēng)機(jī)出口與空氣預(yù)熱器入口之間，故又稱前置式空氣預(yù)熱器。加裝暖風(fēng)器，使進(jìn)入空氣預(yù)熱器的空氣溫度升高，空氣預(yù)熱器壁溫升高，從而可防止低溫腐蝕。

由于暖風(fēng)器加熱原理為利用熱蒸汽加熱冷空氣，運(yùn)行中有一些不足：

1）由于安裝在風(fēng)道中，增加了風(fēng)道的阻力，提高了一二次風(fēng)機(jī)的耗電量。此問題可考慮旋轉(zhuǎn)暖風(fēng)器（或抽屜式），夏季工況時減少換熱面積，降低風(fēng)道阻力。

2）暖風(fēng)器的加熱源為熱蒸汽，損失了一部分熱蒸汽的熱能，與此同時，暖風(fēng)機(jī)的加入對排煙溫度影響較大，降低了整個機(jī)組的運(yùn)行效率。在空預(yù)器后加裝低溫省煤器吸收此部分熱量，可適當(dāng)回收部分損失。

3）暖風(fēng)器容易發(fā)生漏泄，如果暖風(fēng)機(jī)泄漏的汽、水帶入預(yù)熱器之后，加速腐蝕和堵灰。針對本體泄漏，可從設(shè)計、施工、運(yùn)行等多方面進(jìn)行風(fēng)險規(guī)避。

3.2風(fēng)量分切

在空預(yù)器本體上隔出一個循環(huán)風(fēng)分倉，并安裝循環(huán)風(fēng)道，利用循環(huán)風(fēng)機(jī)帶動風(fēng)道內(nèi)的空氣循環(huán)，空氣在循環(huán)風(fēng)道中不斷循環(huán)，循環(huán)風(fēng)在空預(yù)器熱端吸熱，生成300℃左右的熱風(fēng)，熱風(fēng)從下端進(jìn)入空預(yù)器冷端，對冷端進(jìn)行加熱，放出熱量，每循環(huán)一次完成一次吸放熱，相當(dāng)于利用空預(yù)器熱端熱量加熱冷端。

3.3在線水沖洗

在線水沖洗對機(jī)組穩(wěn)定影響很大，必須注意每次在線水沖洗只能單側(cè)沖洗，禁止兩側(cè)空預(yù)器一起在線沖洗，以避免發(fā)生機(jī)組非停事故，整個沖洗過程必須保持機(jī)組負(fù)荷在百分之九十以上，以便煙氣具有足夠的熱量和流速來氣化并帶走空預(yù)器的高壓沖洗水，運(yùn)行人員必須對空預(yù)器電流煙道的參數(shù)和引風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常立即停止沖洗。

3.4降低空預(yù)器的積灰腐蝕的有效預(yù)防措施

降低空預(yù)器的積灰腐蝕需要減少NH4HSO4的生成，即減少煙氣中SO2含量以及NH3的逃逸量。煙氣中的SO2包括來自入煤中的硫在爐膛通過高溫燃燒反應(yīng)及SCR催化劑的催化作用下生成的SO2，煙氣中還存在部分SO2，煙氣中的SO2經(jīng)過SCR裝置時，會生成SO2，使得SO2的總體積分?jǐn)?shù)升高可高達(dá)10-4以上，易導(dǎo)致催化劑中毒。目前，降低煙氣中SO2含量的方法主要是采用堿性吸收劑。該方法是通過向爐膛內(nèi)或煙氣中噴入不同的化學(xué)物質(zhì)與SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到脫除SO2的目的。常用的化學(xué)物質(zhì)包括：堿性氧化物（氧化鎂、氧化鈣、堿如氨、氫氧化鈣、氫氧化鎂等），帶堿性的鹽類物質(zhì)（碳酸鈉或者天然堿），SO2的脫除效率能夠達(dá)到90%以上。這種使用吸收劑的方法能夠有效地降低煙氣中的SO2的含量。煙氣中氨的來源主要是逃逸的氨，可以從改造空預(yù)器本體以及控制脫硝系統(tǒng)氨逃逸2方面考慮，采取措施減少生成硫酸氫氨的危害。其中對空預(yù)器的改造主要包括：1）為了避免空預(yù)器中溫段下部至冷段間的溫度在NH4HSO4熔點(diǎn)溫度范圍內(nèi)，可將空預(yù)器傳熱元件設(shè)為二段布置，或者三段布置（熱端加防磨層），從而能夠避免NH4HSO4的沉積區(qū)域分段導(dǎo)致的局部嚴(yán)重堵灰現(xiàn)象發(fā)生。2）為了便于清除空預(yù)器堵灰，可采用大通道的波紋板作為空預(yù)器的冷段材質(zhì)。該方法能夠增大煙氣的流通截面，使NH4HSO4及其他灰塵雜質(zhì)等不易粘附于表面。3）搪瓷材質(zhì)表面較為光滑，不易黏附雜物，且易于清理，因此可采用在表面鍍搪瓷的方法增強(qiáng)換熱元件的抗黏附能力。4）空預(yù)器增設(shè)吹灰設(shè)備。采用過熱蒸汽為介質(zhì)，清除受熱面的積灰。吹灰設(shè)備主要有蒸汽吹灰器、激波吹灰器和聲波吹灰器。通常情況NH4HSO4露點(diǎn)為147℃，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到此溫度時，NH4HSO4以液體形式在物體表面聚集或以液滴形式分散在煙氣中，NH4HSO4、是一種黏性很強(qiáng)的物質(zhì)，極易黏附在物體上難以去除，而且有較強(qiáng)的吸潮性，當(dāng)溫度繼續(xù)升高至250℃以上，NH4HSO4、由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。我廠實(shí)際運(yùn)行中鍋爐空預(yù)器冷端排煙溫度在110一150℃，所以NH4HSO4會隨著煙氣溫度的降低在空預(yù)器冷端區(qū)域不斷沉積，造成空預(yù)器差壓不斷上升。

3.5溫升法處理方法

溫升法處理空預(yù)器堵塞的原理是通過提高空預(yù)器冷端的排煙溫度到180一200℃，對運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，提升空預(yù)器冷端的排煙溫度到180～200℃，將NH4HSO4、由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)或氣態(tài)。通過溫升法處理將NH4HSO4氣化來緩解空預(yù)器堵塞情況，從而降低空預(yù)器的差壓。此方法僅需對空預(yù)器排煙溫度進(jìn)行調(diào)整控制，只要能采取有效措施保證附屬系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行安全即可，處理過程相對安全可靠，同時能夠徹底清除空預(yù)器冷端區(qū)域NH4HSO4沉積，解決空預(yù)器差壓上升問題。

3.6定期監(jiān)測法

定期對運(yùn)行中的空氣預(yù)熱器參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，通過儀器監(jiān)測氧量變化算出空預(yù)器的漏風(fēng)率，前后對比漏風(fēng)率，對實(shí)際運(yùn)行和停爐檢查檢修也將有很大幫助。

4停爐空預(yù)器堵塞、漏風(fēng)的治理方案

4.1空預(yù)器漏風(fēng)處理

采用啟動引風(fēng)機(jī)負(fù)壓查漏法對管子進(jìn)行撿漏，對發(fā)現(xiàn)泄漏的管子進(jìn)行兩頭封堵。采用的方法為：對管子兩頭各封堵30cm的填充物，即先用硅酸鋁復(fù)合保溫材料對管子塞緊，然后用耐火可塑料封堵即可，或者加工空預(yù)器專用堵頭對兩端進(jìn)行封堵。還可以對漏風(fēng)管段進(jìn)行加裝套管、補(bǔ)焊管口與管板處沙眼處或者更換新管處理。

4.2空預(yù)器堵塞的處理

管束經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)堵塞，不能用管道疏通機(jī)或硬質(zhì)鋼筋強(qiáng)行疏通，這樣易損壞管壁造成永久傷害。比較好的方式是用高壓水槍離線水清理，沖洗時做好污水的引流與排放工作，既要防止排水不暢導(dǎo)致的空預(yù)器煙道內(nèi)積水，也要防止沖洗污水未可靠收集處理而導(dǎo)致的環(huán)境污染，沖洗后要投入暖風(fēng)器對空預(yù)器運(yùn)行做好烘干工作，防止受熱面再次積灰、積塊或銹蝕，管束疏通開后，還需對管子進(jìn)行撿漏。對空氣預(yù)熱器堵塞進(jìn)行處理后，同負(fù)荷情況下，一次風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)電流都有所下降，一次風(fēng)量得到了提高，鍋爐帶負(fù)荷能力增強(qiáng)，鍋爐效率得到了提高。當(dāng)空預(yù)器管束堵塞超1/3時，則應(yīng)考慮更換空預(yù)器，此時由于管束封堵較多，就很難滿足燃燒對風(fēng)量的要求了。

5結(jié)束語

節(jié)能、降耗、減排成為當(dāng)前社會的主題，如何解決充分利用設(shè)備的特性、提高能源利用效率是發(fā)展的主要方向。在這樣的情況下，研究如何保證和提高空預(yù)器充分利用熱能，減少熱損失，保障其運(yùn)行效率，是提高鍋爐效率的主要手段。通過對管式空氣預(yù)熱器堵塞、漏風(fēng)原因的查找及處理，使我們對空氣預(yù)熱器的重要性有了更深的認(rèn)識。在今后的工作中，需要繼續(xù)進(jìn)行總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，更有效地做好工作。

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作者簡介：薛磊（1986.10 -），男，內(nèi)蒙古呼和浩特市清水河縣喇嘛灣鎮(zhèn)，本科，助理工程師，研究方向：電站鍋爐尾部受熱面檢修和焊接