淺析空預器磨損原因及處理方法

摘 要：鍋爐是一種既傳統又煥發新的發展生機的產業設備，它是一種能量轉換設備，根據人們生產生活的需要，為鍋爐提供一定形式的能源，包括化學能、電能等，以謀求鍋爐輸出更適合人們利用的蒸汽、高溫水等。除了傳統意義上的民用領域為居民提供生活所需熱能的熱水鍋爐外，并不為大家所熟知的生產領域工業用蒸汽鍋爐在工業生產中扮演著極其重要的角色，多用于火電站、船舶、機車和工礦企業等大型工廠。因此，實現對鍋爐的正常維護對經濟發展確實起著至關重要的作用。文章將以鍋爐空預器作為切入點，希望通過對其磨損原因的分析和處理辦法的探討，對鍋爐的正常維護起到良性幫助作用。

關鍵詞：空預器；磨損；腐蝕；原因；1 空氣預熱器簡單介紹

空氣預熱器是大中型電站鍋爐上廣泛采用的尾部換熱設備，它的主要作用是：（1）進一步降低鍋爐排煙溫度，提高鍋爐效率，從而達到節約燃料的目的；（2）提高了送入鍋爐的用于燃燒的空氣溫度，有利于火焰的穩定性，并提高了燃料的燃盡程度，即提高了燃燒效率；（3）提高了整臺設備內煙氣的溫度水平，增大了與工質間的溫壓，從而強化了傳熱過程?？疹A器根據其加熱裝置的結構形式可以進一步劃分為管箱式、回轉式兩種，其中回轉式又分為風罩回轉式和受熱面回轉式兩種。電站鍋爐較常采用受熱面回轉式預熱器。在鍋爐中的應用一般為兩分倉、三分倉、四分倉式，其中四分倉較常用于循環流化床鍋爐中。

2 回轉式空氣預熱器

由于大多數電站鍋爐采用的是受熱面回轉式預熱器，因此文章將以回轉式空氣預熱器作為例子講解空預器工作過程中出現磨損的原因和相應的解決辦法，當然對于其中大部分的機理同樣適用于管式空氣預熱器，由于篇幅原因，不再詳細敘述?，F在普遍應用的鍋爐空預器一般會加裝在鍋爐尾部煙道，位于省煤器之后，這主要是考慮到可以充分利用鍋爐排出的煙氣中的熱能，以達到空氣預熱、降低排煙溫度和節約資源、提高資源利用率的雙重目的。

回轉式預熱器的工作原理簡單來講就是在同一氣口實現排煙和進氣的逆向同時進行，而預熱器轉子中數量龐大的傳熱元件起到熱能的傳導體的作用，也就是將同一氣口分成兩半，蓄熱元件從高溫排煙處吸收沒有利用的熱能提高自身溫度，并將熱能傳導給另一側的低溫進氣，從而達到設計目的。在進行空氣預熱器的設計，主要要考慮到給定的鍋爐容量、各級參數和燃料特性來確定的結構、布置方式、傳熱面積、吸熱量、介質溫度和速度等。

3 空氣預熱器的損耗

空氣預熱器漏風是空氣預熱器磨損的最直接表現，空預器的這種損耗往往是在低溫腐蝕（管外壁發生的腐蝕以酸腐蝕為主、管內壁發生腐蝕主要是氧腐蝕）、外壁出現飛灰磨損、內壁受到程度較為嚴重的冷風直接沖刷等諸多原因共同長期作用下，導致空氣預熱器出現穿孔現象從而導致漏風現象，管道的兩側和結構上風阻較大的部位是空氣預熱器發生磨損、損耗最為明顯的地方。我們可以根據預熱器甚至鍋爐系統的一些外在現象對空氣預熱器是否發生嚴重磨損從而出現漏風做出較為明確的判斷：空氣預熱器后的氧量遠遠超出省煤器進口的空氣含氧量，那么可以斷定空預器磨損較為嚴重；改變風機所通過的電流大?。ㄍǔ＿M行增大電流值的操作），如若空氣預熱器進、出口風壓降低，壓差變小，則可以斷定磨損現象嚴重；如果出現空氣預熱器進出口煙壓差值變大或無論如何調整風機入口擋板的開度都不能為鍋爐提供足夠的風量等現象，那么都要進行空氣預熱器的檢查工作，因為這些都是空氣預熱器過度損耗導致漏風的表現。

但不管空預器的磨損是由于低溫腐蝕還是飛灰磨損亦或是冷風沖刷，都可以找出一些共同的結構或是使用上的具體原因：

（1）空氣預熱器的排煙或是說整個鍋爐系統的排煙中煤質粒度和煤質灰分是有嚴格標準和規定的，如果由于燃燒反應的原因導致排煙中煤質的粒度或灰分超出許可值，將發生飛回磨損現象，且這種磨損將隨著粒度的增大和灰分的增多而嚴重，同時咋粒度和灰分不變的情況下，風速越高，磨損也會越嚴重。（2）正如之前所說，低溫腐蝕是導致空氣預熱器磨損的重要原因之一，因此在制造材料的選用上，耐腐蝕性能的好壞將直接決定一定使用期限內空氣預熱器的磨損情況，在提高材料的抗性的同時，也應該從低溫腐蝕的源頭進行控制，也就是對鍋爐的燃燒情況進行實時的監測和分析。（3）運行人員的操作也是一個非常重要的因素，如：鍋爐床溫過高，排煙溫度多過低，空氣過剩系數過高，爐膛負壓和床壓的不穩定，爐膛脫硫質量較低等都會造成空氣預熱器的損耗。

4 低溫腐蝕的機理

作為空氣預熱器損耗的重要原因之一，有必要對低溫腐蝕進行詳細探究。根據大量工作經驗表明，導致低溫腐蝕的原因主要有：由于除硫效果的不顯著或燃煤含硫量過高導致燃料燃燒后大部分產生SO2，在高溫等適宜條件下SO2進一步與氧氣發生化學反應生成大量SO3夾雜在排出的廢氣煙氣中，SO3氣體在排放出的混合氣體中不可避免地會與水蒸汽結合生成硫酸蒸汽，一旦這一蒸汽在管壁上發生凝結，也就導致了所謂的低溫腐蝕的發生。硫酸蒸汽的凝結露點溫度高達120℃以上，露點溫度越高，煙氣含硫量就會越大，腐蝕性就會越嚴重。了解了低溫腐蝕的成因后，不難從生產和使用方面進行預防或是一定程度的抑制?？梢灾饕龅揭韵聨c：第一，嚴格控制電廠購進的燃煤的品質，杜絕高含硫量燃煤的使用，同時在使用前對入爐煤進行脫硫處理，從根源上降低硫元素的含量，從而降低二氧化硫和三氧化硫的生成量。第二，嚴格控制最終從空氣預熱器排出的排煙的溫度高于硫酸的露點溫度，從而避免硫酸蒸汽的凝結對管道產生腐蝕作用。第三，在燃燒環節降低SO3的生成量，需知道SO2發生氧化是要在一定條件下才可以實現的，就是高溫高壓氧氣含量充分，由于工業用鍋爐勢必要產生高溫高壓，因此可以盡量保持低氧燃燒狀態從而遏制SO3的生成量。第四，使用質量過硬，正規廠家生產的鋼管作為排氣管道，主要是采用防腐蝕性和耐磨性好的鋼材。第五，對空氣預熱器的磨損現象進行定期監測，一旦發生漏風等現象，應及時進行原因分析，對于燃煤中硫含量過高，則應該加強原料質量把關，如果是正常磨損，則應該及時更換相關零部件。

5 針對空預器過度磨損的解決辦法

（1）嚴格控制電廠鍋爐所使用的燃煤的粒度和灰分，最大限度降低飛灰磨損現象從而降低空氣預熱器磨損。（2）嚴格控制石灰石的粒度，嚴格保證二氧化硫的排放量在一個安全的標準值以下，防止低溫時煙氣中硫水蒸氣形成硫酸等腐蝕性液體腐蝕管道。（3）加強鋼管的耐磨性和耐腐蝕性處理，可以采用必要的后續處理手段諸如加金屬防磨蓋板、防磨瓦和防磨超音速電弧熱噴涂技術。（4）盡管可以降低能源利用效率，但還是應該將空氣預熱器的排煙溫度控制許用安全值之上，也就是硫酸的露點溫度之上，避免硫酸蒸汽的凝結對空氣預熱器管道的直接侵蝕。（5）運行人員優化鍋爐燃燒情況，同時規范處一整套完整的監測和檢修、維護制度，落實責任到具體工作人員身上，從制度和體系上保證空預器的監測和維護。

6 結束語

空氣預熱器是鍋爐不可缺少的一部分，也是提高鍋爐經濟性能重要的組成部分，所以改善空氣預熱器的運行狀態至關主要，在采用耐磨、耐腐蝕材料的同時，應嚴格控制與監視鍋爐各個參數的運行狀態。希望文章對空氣預熱器磨損的介紹、分析和提出的處理方法能夠對同類型機組提供借鑒和幫助。

參考文獻

[1]楊建華.循環流化床鍋爐設備及運行[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2]任永紅.循環流化床鍋爐實用培訓教材[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]馮曉影，劉波，李揚.淺析空預器磨損原因及處理方法[J].科協論壇（下半月），2012（7）.

作者簡介：徐志朋（1986-），男，漢，黑龍江省齊齊哈爾市人，工程師，2010年畢業于哈爾濱理工大學機械設計制造及其自動化專業，現從事電站鍋爐空氣預熱器項目管理工作。處理方法