甘蔗渣鍋爐空氣預熱器管堵塞的應急處理

郭凱賢

（廣西梧鍋鍋爐制造有限公司，廣西梧州543002）

云南某糖廠于2008年從廣西梧鍋鍋爐制造有限公司購買了一臺蒸發量65 t/h的甘蔗渣鍋爐并于年尾開榨，經過了一段時間的運行，該客戶便反映鍋爐尾部空氣預熱器管子嚴重堵灰，鍋爐出力不足而需要停爐對堵塞的管子進行疏通。但處理完畢后并重新升火僅3天，又再次發生預熱器管子堵塞，被迫再停爐處理。

1 鍋爐空氣預熱器管堵灰現象

空氣預熱器是利用煙氣的熱量來加熱燃燒所需空氣的熱交換設備。由于它工作在煙氣溫度最低的區域，回收了煙氣的熱量，降低了排煙溫度，提高了鍋爐的熱效率，因此空氣預熱器已成為鍋爐的一個重要組成部分。由于它產生了積灰和堵塞，造成煙氣流通截面積的減小，引風阻力增大，加大了鼓風和引風機負荷和電耗，影響了鍋爐的出力和安全運行，嚴重時甚至被迫停爐處理，造成極大損失。

經過現場查看，堵灰主要集中在最下級空氣預熱器冷風進口處管子上端，堵塞的管子數目約占了一半。我們了解到，入爐的甘蔗渣水分約為52%，某些時段達到55%以上。鍋爐排煙溫度只有110℃左右（設計值為150℃）。水分含量遠高于原設計值48%。此問題是壓榨工段設備的原因，使蔗渣水分居高不下。

2 現象成因分析

空氣中常含有一定量的水蒸氣，在它與一冷面接觸時，如果冷面溫度與空氣中水蒸氣的分壓pH2O相對應的飽和溫度相等或更低時，空氣中的水蒸氣就會部分地凝結在冷面上，這就是所謂結露現象。如果冷面的溫度是變化的，開始高而逐漸降低，當它降到某一溫度時，空氣中的水蒸氣開始凝結，這個溫度就稱為這種空氣的露點。

煙氣中水蒸氣的含量，常較空氣高些，因此煙氣的結露點也較高。這也就是說煙氣中的水蒸氣在較高的溫度下就開始凝結，這個露點只考慮了水蒸氣的影響，因此稱為水蒸汽露點。燃燒甘蔗渣所產生的煙氣中的水蒸氣露點一般為120℃。在蔗渣中水分不多、排煙溫度150℃的情況下，在空氣預熱器的低溫受熱面上結露的可能性較小。

但因目前入爐蔗渣的水分嚴重超標，煙氣中的水蒸汽含量大增，使得空氣預熱器處的煙氣溫度偏低（尤其在剛開始升火時），空氣預熱器的入口空氣溫度約為20℃左右，這時空氣預熱器進風口部份的受熱面壁溫低于煙氣的水蒸氣露點120℃，因此，煙氣中的水蒸汽將結露而附于受熱面壁面上，即受熱面被水潤濕，煙氣中的飛灰不斷粘附在管壁的冷凝水上，且越積越多，而形成積灰，直到最后將管子全部堵塞。

倘若燃料中還含有硫時，燃料中的硫燃燒后生成SO2，其中一小部分還會再氧化成SO3。煙氣中SO3氣體會與煙氣中的水蒸氣結合成H2SO4。當受熱面的溫度低于煙氣露點時，H2SO4亦會凝結在受熱面上，嚴重地腐蝕受熱面，這種現象稱為結露腐蝕現象。

由上可知，燃料的水分對鍋爐的燃燒工況和尾部低溫受熱面的影響是非常大的，務必加以關注。

3 采取的臨時應急措施

分析了原因，便可從三個方面采取措施：

（1）提高鍋爐的排煙溫度。

（2）提高空氣預熱器進風溫度。

（3）嚴格控制蔗渣水分在推薦范圍內。

但從經濟性和當時生產的緊迫性來出發，優先考慮提高鍋爐的排煙溫度，以提高空氣預熱器受熱面管子的壁溫。

該爐的尾部煙道受熱面由上、下兩組省煤器和三級空氣預熱器構成。為了能提高排煙溫度，可以減少尾部受熱面積，來達到減少工質吸收煙氣熱量的目的。經過嚴格的熱力計算，得出：如果暫時棄用下組省煤器，即將省煤器進水管直接接到上組省煤器進口集箱處，將能使排煙溫度提高約30℃，熱風溫度提高約45℃。這方案簡單易行，改造工作量甚少，客戶欣然接受并決定當即實施。

采取改動省煤器進水管路這一臨時應急措施后，經過重新升火運行20多天后的觀察，排煙溫度已能升高至140℃。雖然停用了一組省煤器，上鍋筒的進水溫度有所下降，使鍋爐的出力從65 t/h降至62 t/h，但管子積灰速度已明顯降低、堵塞管子的數目也由原來的1/2減少為1/6，鼓風、引風機均能運行在額定狀態下，不用再停爐通管。

4 結束語

該應急方案雖然以犧牲一些出力為代價，但在一定程度上緩解了嚴重的結露積灰現象，避免了頻繁的停爐，確保了鍋爐的安全經濟運行，維持了正常的生產。

[1]馮俊凱，沈幼庭，楊瑞昌.鍋爐原理及計算（第三版）[M].北京：科學出版社，2003.