600 MW鍋爐空預器積灰堵塞原因探討

吳 畏

（四川白馬循環流化床示范電站有限責任公司，四川內江 641000）

0 引言

600 MW鍋爐空預器一旦發生積灰堵塞現象，會影響鍋爐的生產運行。空預器的積灰現象是由機組運行過程中受熱面等多種因素導致，如受熱面積灰會影響其傳熱效果，導致鍋爐出現安全隱患，造成一定經濟損失。鍋爐空預器出現積灰會影響風機的通風效果，增加電能損耗，嚴重時會導致鍋爐停運，這就造成了鍋爐的非正常啟停，直接影響電廠經濟效益。

1 600 MW鍋爐空預器積灰堵塞原因分析

1.1 傳熱元件原因

傳熱原件是金屬薄板，一般緊密地排列在籃子框架之中。籃子框架的疊放形式一般為兩層或者多層，比較常見的為3層，分別為冷段層、熱段層中間層和熱段層，自上而下排列。預熱器的傳熱原件在工質通道比較狹窄的地方排列又很緊密，很容易出現積灰現象，堵塞工質通道、增加排煙的空氣流動阻力，導致傳熱件的傳熱效果下降，進而影響預熱器的正常運行。與熱端原件相比，冷端原件的積灰情況更加明顯。主要采取旁移式的冷端原件更換工作，從檢修門將冷端原件進行取出，方便進行熱元件的本體外清洗工作。冷端原件的鋼板如果其厚度發生變化，如變為原來厚度的1/3時就要翻轉籃子框架。為了延長傳熱原件的使用壽命，一般將與之對稱的籃子框架交換倒置使用。

1.2 入爐煤硫份

在外界溫度的升高和硫酸濃度增加的情況下，空預器冷端金屬原件會發生腐蝕情況。腐蝕也會造成空預器的積灰情況出現，長期運行后積灰情況會越來越嚴重。空預器冷端的酸露點會因為入爐煤硫粉的含量增多而提高，當酸露點溫度高于排煙溫度的時候蓄熱元件就會發生積灰和腐蝕的情況，所以空預器出現堵塞概率會隨著入爐煤硫含量的增高而增加。

1.3 吹灰壓力

一般使用蒸汽進行介質的吹灰工作，需要鍋爐在使用過程中達到吹灰的壓力的時候才能使用，這個時間一般需要鍋爐進行4 h的運行才能得到滿足。所以一般要提前進行一個臨時蒸汽或者空氣源進行吹灰工作，蒸汽作為空氣預熱器的吹灰介質，想要吹灰器能夠有效的起到作用，工作期間一般吹灰最大噴嘴口徑為15.8 mm，吹灰壓力一般＞1.37 MPa，如果介質為空氣，吹灰壓力要＞1.25 MPa。

1.4 機組啟停

機組的啟停過程也會影響空預器的堵塞情況。在啟停過程中機組一般都會排除一些溫度約（70～80）℃煙氣，煙氣經過低溫段時會出現露水，而露水會粘帶灰塵堵塞空預器。在點火之前鍋爐溫度一般比較低，鍋爐中有一些煤粉沒有燃燒完全，煤粉很容易聚集在空預器蓄熱元件。用蒸汽對空預器長期吹灰，蒸汽與低溫煙氣經過低溫段時候容易出現水珠，同樣會粘接灰塵，堵塞空預器。

1.5 環境溫度

在低溫的環境條件下，鍋爐的酸露點的溫度高于排出煙的溫度，易出現空預器堵塞和腐蝕的情況。一般采用空預器內部熱風循環和暖風加熱的方式控制排煙溫度，使其滿足酸露點的要求。如果鍋爐的工作環境溫度較低，上述措施作用有限，不能滿足酸露點的要求時，就容易出現積灰情況、堵塞空預器。

1.6 脫硝系統

鍋爐中一般都要用脫硝系統，脫硝系統容易造成空預器冷端蓄熱元件硫酸氫銨凝結，當機組在低溫環境和負荷較低的情況下，脫硝煙氣的溫度會有所下降，脫硝催化劑的活性也會降低。如果要提高氨逃逸率，需要增加噴氨量，大約增加1/10，以提高硫酸氫銨的生成率。鍋爐的使用環境溫度對排煙溫度有直接影響，溫度較低時硫酸氫銨就會在空預器的冷端蓄熱元件處大量形成，造成空預器堵塞現象。

1.7 熱風再循環系統

空預器的熱風再循環一般是由熱風出口和送風機入口之間的循環形成的，空預器在工作的時候機組本身有一定漏風，熱風再循環過程中會攜帶一些灰塵，灰塵會沉積在空預器的冷端低溫部位，尤其是環境溫度較低時，排煙的溫度下降，灰塵沉積情況會更加明顯。

1.8 省煤器灰斗下灰不暢

空預器出現堵塞的一項重要因素是省煤器灰斗下灰不通暢，一旦省煤器灰斗下灰過程出現問題，就會在空預器的內部出現比較大顆粒的灰粒，嚴重堵塞空預器，影響機組生產。

1.9 機組檢修不到位

一般采用高壓水清洗空預器的蓄熱元件。清理過程有一定缺陷，會造成空預器中間段位清理不是很干凈，經常出現機組在滿負荷工作情況下，具有一定的壓差存在。

2 鍋爐空預器積灰堵塞的預防解決措施

2.1 增加吹灰器工作次數

省煤器吹灰的次數和省煤器中積灰的情況有直接關系。第一次使用省煤器時，每個班組都要進行吹灰器的吹灰工作，及時觀察2次吹灰之間的煙氣阻力變化情況，根據阻力變化來制定吹灰器的使用間隔，確定省煤器和吹灰器經過幾次吹灰可以滿足使用要求。當鍋爐處于蒸汽壓力重新投運和暖爐階段時，一旦鍋爐點火就要運行吹灰器，一般間隔8 h左右進行1次吹灰工作。

2.2 工藝設計改造

（1）空預器的熱端原件和冷端原件的材料選用適合，一般要求材料有較好的傳熱性、阻力綜合性能良好、不易積灰、容易清洗、剛度大等特點。

（2）合理科學地設計冷端換熱原件高度，避免出現空預器內硫酸氫銨堵塞的情況，冷端換熱原件煙氣側金屬溫度＞200℃。

（3）空預器熱端換熱原件一般采用蒸汽吹灰器，冷端換熱原件采用半伸縮式有線高壓水沖洗裝置，一般由DCS（Distributed Control System，分布式控制系統）控制半伸縮吹灰裝置，高壓水泵一般就地控制。進行空預器吹灰器角度設計時，一定要考慮鍋爐的鋼架，避免發生沖突。

（4）一般在爐膛的上部和其他部分設置吹灰器，在預熱器的煙氣進出口處也有伸縮式吹灰器布置。這些吹灰器的運行都由程序控制。

2.3 空預器吹灰系統的改造

吹灰器的作用是讓鍋爐的受熱面保持清潔，傳熱效果發揮應有的作用，一般的吹灰系統可以分為鍋爐本體受熱面吹灰和預熱器吹灰：鍋爐本體吹灰器一般布置在爐膛位置處，而爐膛的上部和對流煙道位置布置的是長伸縮式吹灰器。鍋爐內的內閣預熱器進出口處都布置一臺伸縮式吹灰器，鍋爐本體吹出的蒸汽一般在分隔屏的集箱出口處排出，排出的蒸汽溫度在400℃左右，表面壓力為18.2 MPa，預熱器中排出的蒸汽由過熱器集箱出口處排出，排出蒸汽的溫度在500℃左右，表面壓力為18.0 MPa。鍋爐的所有吹灰器均由程序統一控制，一般保證2臺長伸縮式吹灰器、2臺爐膛吹灰器和2臺空氣預熱器同時運行，也可以滿足用戶的使用需求自定義設定。

2.4 正確安裝觀察孔和燈

對于轉子內側和外側的情況，需要安裝觀察孔和燈等設施，便于操作人員觀察。如果想觀察傳熱原件表面，則需要將觀察孔安裝在預熱期的冷端。燈一般安裝在轉子冷端上，查看傳熱原件表面是否有灰塵積壓、是否出現異物堵塞。如果想要在預熱器工作時候觀察轉子傳熱原件的表面情況，就要準確選取觀察孔和燈的安裝位置。

2.5 入爐煤配煤摻燒

建立一套完善的含硫量監控體系，嚴格控制鍋爐內煤的含硫量，含硫量不能超過1%。一旦發現入爐的含硫量＞1%就要發出報警，操作人員要及時進行處理。

3 運行效果分析

實際運行研究分析發現，以上幾點措施能夠保障機組的空預器出口處的風溫無明顯變化，引風機、送風機和一次性風機等設備的電耗也有所下降，所以上述措施對空預器的安全運行有所提高，還能為企業創造更多經濟效益。

4 結語

鍋爐空預器的堵塞和腐蝕是目前我國電廠中普遍存在的問題。盡管在鍋爐的設計階段就考慮到堵塞和防腐等問題，并采取了相應解決措施，但是在機組的實際運行中，空預器還會出現堵塞和腐蝕情況。因此，為了保障機組的運行安全，有必要采取科學有效的預防措施。