鍋爐空氣預熱器堵塞原因分析及解決方案

摘 要:大慶油田宏偉熱電廠#3爐2008年冬季大負荷期間由于空氣預熱器堵塞造成停爐，嚴重影響經濟運行。本文在理論分析與總結現場經驗的基礎上，對#3爐空氣預熱器堵塞的原因進行了分析，認為以下兩方面是造成#3爐空氣預熱器堵塞的最主要因素是低溫腐蝕和煙氣速度發生變化產生沉降，并根據具體原因確定解決方案。

關鍵詞:空氣預熱器尾部煙道排煙溫度流速變化

中圖分類號:TS108.3文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0092-01

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，它裝在鍋爐垂直對流煙道的尾部，它是整個鍋爐機組中金屬溫度最低的受熱面，也是鍋爐沿煙氣流程的最后一個受熱面。空氣預熱器是現代鍋爐的重要組成部分。宏偉熱電廠空氣預熱器采用立管式結構，為單級錯列逆流布置，共三個行程，管外走空氣、管內走煙氣。上中下三個管箱的高度均為3300mm，末端管箱由φ51×1.5mm的Corten鋼管制成，在每個管箱的上部裝有200mm的防磨短管，在短管間澆注上混凝土，以減輕飛灰對受熱面管子的磨損，為防止空氣預熱器震動，在管箱中裝有防震隔板。

1 低溫腐蝕

1.1 運行實況

宏偉熱電廠#3爐在2008年11月4日因空氣預熱器堵塞嚴重被迫停爐處理，11月7日點爐投入運行。運行剛剛半個月于2008年11月21日因空氣預熱器堵塞嚴重再次停爐。本文選取了2008年10月中旬至2008年11月末尾部煙道甲、乙兩側排煙溫度日最低值(表1、2、3)發現:在10月中旬以前尾部煙道甲、乙兩側排煙溫度都在160℃左右，有時乙側甚至比甲側高。但在10月下旬乙側排煙溫度持續走低，最低溫度降至110℃以下。前面闡述過當空氣預熱器管壁溫度低于所生成的硫酸露點時，硫酸就在管壁上凝結而產生低溫腐蝕。

停爐進入空氣預熱器發現堵塞情況基本與排煙溫度相符合。堵塞集中在空氣預熱器乙側。第一次停爐處理之后乙側排煙溫度低的情況沒有得到根本解決，投入運行之后乙側排煙溫度有所升高，最高至140℃，最低至130℃，但運行兩天后排煙溫度又降低至停爐前狀態。鍋爐運行不到半個月又被迫停爐。由此可見運行中低溫腐蝕是造成#3爐空氣預熱器堵塞的重要原因。

1.2 解決方案

(1）消除漏風經過嚴謹的漏風實驗發現有210根管有漏泄的情況，用死堵將管的兩端堵死。

（2）檢查送風機進入空氣預熱器之前風道中的暖風器系統。

（3)加裝熱風再循環門。

2 煙氣速度發生變化產生沉降

2.1 理論分析

從整個爐體煙氣流程來講，煙氣從空氣預熱器進入尾部煙道體截面突然增大流速必然降低。因此增加了形成堵灰結渣的可能性。當松散性積灰在管內粘附時間過長時，就可能由松散轉為緊密性的積灰，因為有的積灰可能吸附煙氣中的二氧化硫、三氧化硫和水蒸汽，使積灰生成硫酸鹽和亞硫酸鹽，由于這些鹽類的生成致使松散性積灰轉變為緊密性積灰。這些積灰與空氣預熱器內管壁作用生成硫酸鐵和亞硫酸鐵，就增加了積灰結渣的牢固性。

2.2 運行實況

煙氣從空氣預熱器進入尾部煙道后通道截面增大從而使流速大大降低易產生沉降。宏偉熱電廠#3爐尾部煙道結構比較特殊，空間很大，并且有吸收余熱的蛇形管。尾部煙道空間比較大，容易產生不穩定流。從空氣預熱器出來的煙氣流速方向垂直向下，接觸到底部后反彈流速方向改變、流速進一步降低導致積灰越堆越多。這樣空氣預熱器正下方局部空間變得越來越小，對于煙氣流動的阻力越來越大，產生惡性循環。

2.3 解決方案

清除尾部煙道的大量積灰。減小尾部煙道通道截面積進而增加煙氣流速

割除尾部煙道的蛇形管減小煙氣流動阻力。

3 預防空氣預熱器堵塞的措施

3.1 預防空氣預熱器堵塞的幾條措施

空氣預熱器的正常維護是一個長期而持續的課題，只有在鍋爐運行管理中合理制定一系列正確方法，而且能得到運行人員的大力配合，持之以恒的去執行，方可能保證鍋爐高效、經濟、穩定的運行。

(1)嚴密監視鍋爐各段煙溫在正常范圍，鍋爐尾部煙道兩側煙溫差不大于50℃。

(2)加強尾部煙道部位的吹灰工作，每班進行一次.避免積灰長期停留在煙道內。

(3)冷態點火開爐在投粉前必須在尾部煙道煙氣溫度上升到一定的溫度等級(400℃)以上，再觀察空氣預熱器的各部溫度，保證空氣預熱器要烘干暢通。

(4)鍋爐投粉后，煤油混燒時間不得過長，以免飛灰顆粒粘結在空預器各部管箱中。

(5)鍋爐正常運行中，保證適當高的爐膛負壓，改善尾部積灰。

(6)減少三氧化硫的生成量，合理降底過量空氣系數.煙氣中只要有過量氧存在，二氧化硫就能繼續轉變成三氧化硫，過量氧及時生三氧化硫成量也增多，煙氣結露點溫度可提高到130℃～150℃.所以在保證完全燃燒的前提下，盡可能采用較低的過量空氣系數，維持低氧燃燒.

3.2 解決空氣預熱器堵塞的最根本措施

宏偉熱電廠燃用褐煤。褐煤屬于高硫劣質固體燃料，由于水分和灰份含量高、熱值低等技術特性，著火延遲時間長，燃燒不穩定，受熱面積灰、結渣、腐蝕和磨損等現象都較嚴重。燃燒低硫煤是防止空氣預熱器堵塞的最根本辦法。

若常年燃燒高硫煤炭，在空預器設備上可進行改進，將管徑放大一號。這將是我將來主要研究的方向。

參考文獻

[1]任超.《鍋爐檢修操作規程》

[2]《電站鍋爐空氣預熱器》.國家電力公司電力機械局中電聯標準化中心.

[3]陳學俊.《鍋爐學》.

[4]《工業鍋爐原理》.西安交通大學出版社.

[5]《鍋爐及鍋爐房設備》.中國電力出版社.

[6]《鍋爐房實用設計手冊》.(第二版)機械工業出版社.