三分倉容克式空氣預熱器風阻對鍋爐影響的分析

賀峰

摘 要：對于鍋爐的三分倉容克式空氣預熱器在運行中由于集灰造成預熱器的堵塞對鍋爐的的效率、預熱器的磨損及吸風機、送風機的電耗等問題，本文主要介紹大唐安陽發電廠#9爐空氣預熱器堿洗后鍋爐排煙溫度及吸風機、送風機電耗的影響。

關鍵詞：預熱器 風阻 漏風 效率

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（c）-0039-02

我國從20世紀60年代開始研制回轉式空氣預熱器，80年代初，又從美國CE公司引進了包括容克式空氣預熱器在內的300 MW、600 MW控制循環鍋爐的設計制造技術，通過多年的消化吸收，結合實踐開發研究，已完全掌握了容克式空氣預熱器的設計制造技術；一般現在運行的300 MW機組鍋爐中的預熱器都是采用回轉式空氣預熱器，其優點較多。

（1）外形尺寸小，重量輕。

（2）氣的腐蝕危險性較小。

（3）專熱元件允許有較大的磨損。

主要缺點是漏風量較大，其次是結構比較復雜，并需要一些附屬設備。

采用引進（CE公司）技術設計和制造的三分倉容克式空氣預熱器，主軸垂直布置，采用全模數倉格結構，空氣和煙氣以逆流方式換熱，空氣自下而上，煙氣自上而下。每臺鍋爐配置兩臺空預器。轉子直徑為10320 mm，正常轉數為1.14 r/min，預熱器采用反轉方式，即一次風溫低，二次風溫高，受熱面自上而下分為三層，其高度分別為800 mm、800 mm、300 mm。熱端和中間段蓄熱元件由定位板和波形板交替疊加而成，鋼板厚度0.6 mm，高度為800 mm，材料為Q215-A.F。冷端蓄熱元件由1.2 mm 厚垂直大波紋的低合金耐腐蝕鋼板和定位板構成，高度為300 mm。（見圖1）[1]

漏風的多少遵循如下等式：

1 空氣預熱器蓄熱元件堵灰機理

（1）空預器的低溫腐蝕往往伴隨著冷段堵灰，其產生的原因主要是冷段溫度較低，產生結露，形成弱酸，對材料進行腐蝕并沾結灰，形成低溫腐蝕?？諝忸A熱器堵灰問題在全國各電廠普遍存在。盡管鍋爐原設計都安裝有吹灰及水沖洗裝置，但由于不能有效清除空預器灰垢，當再次點火時潮濕的灰垢被燒成了“磚”使堵灰更加嚴重，由于空預器堵灰，造成鍋爐排煙溫度升高、熱風溫度下降，風、煙系統阻力上升，送風正壓側和吸風負壓側兩側壓差增大，從而增大空預器漏風率，嚴重時吸風機全開無調節容量，爐膛負壓難以維持，影響到燃燒自動裝置的投入。

（2）空氣預熱器蓄熱元件堵灰機理不同于一般的灰垢。以前認為該灰垢主要由碳酸鈣、碳酸鎂等鹽類組成，這種看法是錯誤的。由于對空氣預熱器的堵灰機理認識不清，采用酸洗或堿洗均不能達到預期的目的，甚至使堵灰越來越嚴重。使用高壓水進行機械沖洗只能部分地沖去表層的軟灰，不能徹底清除灰垢，由于沒有消除靜電，使得在今后的運行中很快再次堵灰，影響鍋爐運行。

（3）對大型鍋爐灰垢垢樣進行化學分析。得出結論，認為空預器的堵灰機理是由于在磨煤機的制粉過程及在鍋爐的燃燒過程中產生帶電的鐵離子及少量的鈣鎂離子，攜灰吸附于空氣預熱器蓄熱元件表面而造成的。由于蓄熱元件模塊的特殊結構，使得這種帶電吸附堵灰得以發展，形成大面積的堵灰區。[3]

2 空氣預熱器蓄熱元件堵灰對鍋爐的影響

安陽八期工程裝設2×300 MW機組，配二臺亞臨界、自然循環、單爐膛四角切圓燃燒、一次中間再熱、平衡通風、固態排渣、半露天布置、全鋼構架、全懸吊結構、“”型布置汽包鍋爐，分別于1997投產。根據鍋爐廠家提供資料：鍋爐本體煙氣阻力2180 Pa（含預熱器阻力）（參見DG1025/18.2-II編號：23M-JS6H《煙風阻力計算匯總》），在運行中預熱器風阻遠遠大于鍋爐廠家提供資料。由于空預器堵灰，造成鍋爐排煙溫度升高、熱風溫度下降，風、煙系統阻力上升，送風正壓側和吸風負壓側兩側壓差增大，從而增大空預器漏風率。見附表中‘預熱器清洗前參數。

3 空氣預熱器蓄熱元件清洗

采用高壓水（50 MPa）加化學清洗劑進行清洗。采用空預器清洗劑，采用潤滲→乳化→松散→退靜電→防銹蝕→預膜一整套空氣預熱器蓄熱元件不拆卸的化學清洗新工藝。取蓄熱元件中的灰樣進行成份分析，制定清洗的化學配方及相應的清洗工藝。一般工作時間一周左右，除垢率可達90%以上。

工藝過程：首先用大流量高壓水將浮灰沖洗干凈；從空氣預熱器的上端將配制好的清洗劑撒在蓄熱元件中；清洗劑沿著蓄熱元件縫隙與灰垢充分反應若干小時；用專用高壓水槍對空氣預熱器蓄熱元件反復沖洗直置清洗干凈；蓄熱元件清洗干凈后進行預膜處理以防止蓄熱元件氧化腐蝕。

4 預期清洗效果

通過在運行中取得的數據得出如下結論：預熱器堿洗后排煙溫度比之前平均下降10 ℃，預熱器壓差平均降低500多千帕，（#10爐在滿負荷時吸風機不需切高速運行可保證爐膛負壓，氧量可保持在1.5%～2％）；空氣預熱器入口煙溫與二次風溫段差在高負荷下降低23.5 ℃，直接降低吸風機、送風機的電耗，提高二次熱風溫度；根據預熱器漏風的多少遵循如下等式：G=KA[ρ（PA-PG）]1/2預熱器壓差只有PA、PG是構成一個變化的量，（PA-PG）的差值大小直接影響G的大小，也就是直接影響空氣預熱器的漏風。由于預熱器壓差的降低，影響到漏風量G的降低。[4]（如表1）

5 遺留問題

目前預熱器運行時間已達8年左右，本次檢修未檢查低溫段腐蝕情況。一次風溫、二次風溫仍未達到設計值。

6 結論

通過對預熱器換熱面的清洗，得到預熱器壓差降低、鍋爐排煙溫度降低、空氣預熱器入口煙溫與二次風溫段差降低、預熱器漏風降低，#9爐的經濟性大大提高。我們在以后的工作中還要為鍋爐煤耗的下降和鍋爐效率的提高作出更大的努力，才能使全廠的盈利能力不斷加強，才能不斷地適應市場的要求。

參考文獻

[1] 李青峰，邱建全，孫建斌.安陽電廠300MW機組鍋爐檢修規程[M].2011.10.1.

[2] 金維強，涂光中.電廠鍋爐[M].水利電力出版社，1995.

[3] 鄭體寬.熱力發電廠[M].中國電力出版社，1995.

[4] 李明.大唐安陽發電有限責任公司#9機熱力試驗報告[M].河南電力試驗研究院，2005，12，2.