解決循環流化床鍋爐管式空預器積灰和漏風問題的研究

王 維

（鄂爾多斯雙欣電力有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 016064）

循環流化床鍋爐管式空預器積灰與漏風問題，嚴重影響鍋爐運行穩定性與經濟性，如果忽視對此問題的解決，就會引發鍋爐能耗大幅提升，鍋爐效率大幅下降，無法滿足發電廠發展需求，影響整體運行效率和成本控制。對此，還需詳細分析引發問題具體原因，有針對性制定解決措施，注重日常管理維護與計劃檢修工作，合理選擇管材材料，引進先進技術和設備，在根源問題上有效解決循環流化床鍋爐管式空預器積灰與漏風問題，從而提高能源利用率，降低煤耗，為發電廠降低生產成本，滿足盈利水平提供保障。

1 循環流化床鍋爐管式空預器漏風問題

1.1 焊口出現縫隙

在鍋爐實際運行過程中，會產生大量煙氣，而煙氣中會含有大量粉塵，并且灰塵粒徑大小不一。當煙氣經過循環流化床鍋爐管式空預器時，煙氣中的灰塵就會對空預器造成磨損，隨著長時間的運行，會對空預器焊接點產生不利影響，使焊點出現縫隙，引起空預器漏風問題。使部分空氣從焊點縫隙中進入煙氣側，直接排放到空氣中，造成一二次熱風溫度降低，引風機耗電增加。

1.2 煙氣沖刷

煙氣流經循環流化床鍋爐管式空預器時，會對空預器迎風面進行沖刷，長時間運行會使循環流化床管式空預器管壁減薄，如果不進行治理和重視，磨損的程度會隨著鍋爐運行時間的增加快速增長，嚴重時會出現管束泄露。

其次管排之間的布置間距，設計時需要詳細計算，安裝時也需要合理布置，否則會形成管排之間間距不一，煙氣流經循環流化床管式空預器時，因為間距不同，煙氣阻力不同，會形成煙氣走廊，一旦煙氣走廊形成，煙氣會加速沖刷管式空預器管束，隨著鍋爐運行時間的增加，空預器管壁減薄，嚴重時同樣會引起管束泄露。

再次因為煙氣中含有大量的粉塵，在煙氣通過空預器管束時，煙氣流速慢的地方，會引起空預器管壁積灰，嚴重時局部會形成煙氣走廊，從而引起空預器管束泄露。以上煙氣沖刷引起的漏風是循環流化床鍋爐管式空預器漏風主要原因之一。

1.3 壁管受低溫因素影響產生腐蝕

我們都知道，煤在燃燒過程中會產生二氧化硫、三氧化硫氣體，在鍋爐運行過程中，雖然有的發電廠設計了爐內脫硫系統，但是也不可能完全地完成脫除工作，為了達到國家要求的排放標準，一般還需在爐外設計脫硫系統，有的發電廠干脆沒有爐內脫硫系統，只有爐外脫硫系統。這樣就會使管式空預器在惡劣的環境中運行，煙氣會與水蒸汽發生化學反應，再加上氧化硫因素影響，最終形成酸煙霧[1]。而在低溫條件下，酸煙霧逐漸凝結成酸溶液，并附著在空預器的管壁上，長時間存留就會對管壁造成不同程度腐蝕，嚴重的還會使管壁破損。此現象尤其在我國北方地區的冬季最為明顯。給循環流化床鍋爐管式空預器的治理帶來極大的困難。

1.4 空氣預熱器質量問題

因受到預熱器自身質量問題因素影響，使循環流化床鍋爐管式空預器出現漏風問題，首先是管式空預器選型上可能存在問題，或是管壁壁厚選擇不合適，或是管材材料選擇不合適，不具備抗沖刷，抗磨損，抗腐蝕的功能。其次是因為相關工作人員在安裝與生產檢修過程中忽視對預熱器質量檢測，使管箱與伸縮節焊接質量不佳，需要更換的管束沒有更換，需要堵掉的管束沒有封堵，使空氣預熱器漏風增加，未意識到預熱器質量對鍋爐運行的影響，使各項工作實施存在一定隱患。

2 循環流化床鍋爐管式空預器積灰問題

2.1 實際燃燒煤種大幅偏離設計煤種

造成循環流化床鍋爐管式空預器積灰問題，影響因素也比較多，其中之一就是實際燃燒煤種大幅偏離設計煤種，由于實際生產過程中，燃煤市場的波動或當地煤質的變化，為了控制燃煤成本，很多發電廠的實際燃燒煤種和設計煤種參數大幅偏離，鍋爐的燃燒不能適應。往往會引發循環流化床鍋爐管式空預器積灰問題。由于實際燃燒煤種大幅低于設計煤種，無法確保煤完全燃燒，會產生大量粉塵或塵粒，長周期運行未對空預器清理或者吹灰器故障，就會使粉塵、塵粒堆積到空預器處，影響空預器換熱，影響鍋爐經濟性和安全性。

2.2 空預器設計問題

有的鍋爐廠在設計空預器時會出現問題，煙氣經過省煤器后，煙道進行了收縮或者為了增加空預器面積，空預器入口進行放大，左右側煙氣在流經空預器時，風速局部出現變化，有的部位甚至很少有煙氣流過，隨著鍋爐的運行，這些部位嚴重積灰，堵塞空預器。

2.3 酸溶液堵塞

在上述中我們講到了酸溶液的形成，一旦形成酸溶液就會附著在管壁，對管壁造成腐蝕影響。并且還會因為酸溶液腐蝕，使管壁銹蝕，低溫部位還會結露，為灰分粘附管壁提供有利條件，隨著灰塵堆積越來越多，最終引發循環流化床鍋爐管式空預器積灰問題。

2.4 硫酸氫銨的影響

目前發電廠隨著國家環保的要求，都進行了脫銷改造，不管是用SNCR還是SCR脫銷技術，難免會有氨逃逸的問題出現，在鍋爐空預器部位正好給硫酸氫銨的形成創造了有利的條件，然而硫酸氫銨晶體具有很強的附著性，可以黏在管式空預器的表面，造成積灰。

3 循環流化床鍋爐管式空預器管漏風和積灰危害分析

3.1 大幅降低鍋爐效率，增加風機單耗，影響經濟性

循環流化床鍋爐管式空預器漏風和積灰問題，所受到的影響因素不同，需引起相關工作人員的重視，詳細分析漏風和積灰的具有原因，制定相應解決措施。而循環流化床鍋爐管式空預器漏風和積灰對鍋爐運行具有很大危害性。

空預器的漏風量太大，一是導致鍋爐進風壓力低，影響鍋爐燃燒效率，經濟性就會隨著下降，為了滿足工業生產要求，就需要進行適當調整，需要增加一二次風機的送風量。這樣的調整雖然滿足鍋爐蒸發量運行需求，但是會大幅增加風機耗電量，造成電量損耗[2]。除此之外，我們都知道鍋爐的幾大損失中，最大的就是排煙熱損失，管式空預器的漏風持續增大，還會對排煙溫度造成一定影響。空預器積灰太嚴重，鍋爐的排煙溫度會大幅升高，鍋爐整體熱量損失持續增加，鍋爐的熱效率卻持續降低。

3.2 處理不當，會引發鍋爐事故，影響安全性

如果相關工作人員忽視對循環流化床鍋爐管式空預器漏風和積灰問題解決，使漏風量持續加大，嚴重就會造成鍋爐風量不足，鍋爐不能滿負荷出力，若人員操作不當，或調整不及時，還會引發鍋爐事故。例如風量降低，鍋爐流化不良局部床溫升高，就是發生局部結焦情況。煙氣在低溫條件下會產生大量酸溶液，并附著在管壁，使管壁發生大面積腐蝕、積灰堵塞，在低負荷運行時，還會出現煤粉尾部堆積，引發尾部二次燃燒的鍋爐安全事故。

3.3 漏風積灰嚴重，增加檢修工作量，增加維護成本

循環流化床管式空預器漏風和積灰問題一直是各發電廠的難點，如何兼顧經濟性和穩定性需要電力相關工作人員在其中找到平衡點。漏風和積灰嚴重后，在鍋爐停爐檢修的過程中就需要更換管束或者需要清灰，嚴重的需要對空預器，尤其是最底層的空預器進行整體更換。這就增加了檢修的工作量和工作時間，同時也增加了檢修維護成本。

4 循環流化床鍋爐管式空預器積灰和漏風解決措施

4.1 掌握空預器漏風判斷方法，及時解決漏風問題

關于循環流化床鍋爐管式空預器漏風問題的判斷，最常用的方法就是燭火檢查，進行負壓查漏。首先，是啟動引風機，維持爐膛負壓－500Pa左右，檢查人員拿著火把進入空預器風側后，并關閉人孔門。用火把逐個靠近空預器管管口，往里吸火的，就是漏的，不漏的管束不吸風。發現泄露的管束，進行標記，以便進行更換和堵管。如果只是個別空預器管泄漏的，可以用堵頭焊住，空預器管束泄露比較多的可以進行局部換管。如果空預器積灰比較嚴重，在空預器查漏風之前，需要進行空預器高壓水沖洗或壓縮空氣沖洗，因為板結的積灰下會產生垢下腐蝕泄露，只有把積灰清理干凈，才能檢測出積灰部位的管束是否泄露。對于沖刷引起的泄漏，需要對迎風面管束進行防護，對煙氣走廊進行消除。

4.2 嚴控空預器進風溫度，防范管壁腐蝕措施

基于低溫條件下，煙氣產生的二氧化硫、三氧化硫出現反應，最終形成酸溶液，并附著在管壁中，對管壁造成不同程度腐蝕。為了防止發生空預器低溫腐蝕，北方地區應在冬季來臨前，提前檢查恢復一二次風暖風器系統，待環境溫度下降后，投入暖風器系統運行，以保證空預器管束進風溫度。也可以采用投入爐內石灰石或電石渣脫硫系統，減少煙氣中的二氧化硫、三氧化硫氣體的濃度，以減弱空預器的低溫腐蝕，還可通過對對空預器管的材質進行選擇或進行特殊處理，防止低溫腐蝕，如使用搪瓷管。除此之外，還可選擇對燃料脫硫處理，以高溫低氧方式減少酸溶液形成量，以上辦法均可有效解決循環流化床鍋爐管式空預器管壁腐蝕問題，從而避免引發循環流化床鍋爐管式空預器漏風問題。另外，相關工作人員需要根據運行要求，規范吹灰操作流程，避免發生循環流化床鍋爐管式空預器因板結積灰導致垢下腐蝕引起漏風問題。

4.3 創新煤料燃燒方法，減少灰塵堆積量

由于煤質量不佳，熱值大幅偏離設計煤種熱值，會使煤料在燃燒過程中產生大量灰塵，為減少空預器中灰塵堆積量，還需根據實際煤種情況對煤料燃燒摻配方法進行創新，并引進與應用先進自動控制裝置，對整體工作模式創新，確保各項工作操作簡單、便捷，降低工作人員任務量，有更多時間探究循環流化床鍋爐管式空預器積灰堵塞問題，明確引發灰塵堵塞具體原因，找到灰塵堆積具體位置，從而有針對性地采取解決措施，避免影響鍋爐運行質量與效率[3]。

4.4 重視空預器積灰堵塞和漏風問題，注重日常檢修與設備管理

積灰堵塞問題，是鍋爐長時間運行，加上日常設備的維護保養不到位，如吹灰器維護保養不夠，經常故障或漏汽等或者空預器檢修時檢修質量把關不嚴，各種綜合因素引起，不僅會增加設備運行負擔，影響鍋爐運行效率，而且還會使設備存在故障隱患，一旦發生嚴重事故，損失將巨大。對此，還需引起相關工作人員重視，能夠在日常工作中加強對鍋爐設備的維護與管理，制定完善維護檢修管理制度，全面落實到各項工作環節中，明確各項工作目標，根據具體的計劃檢修，處理空預器內部積灰和漏風問題，提高安全性和經濟性，為鍋爐長周期經濟運行打好基礎。

5 結語

綜上所述，針對循環流化床鍋爐管式空預器漏風及積灰問題解決，需要對各項影響因素全面分析，明確具有影響因素，制定完善防治措施，并加大實施力度，相關工作人員準確掌握循環流化床鍋爐管式空預器漏風測試方法，通過實踐分析，對循環流化床鍋爐管式空預器漏風問題合理解決。定期吹灰，防止灰塵堆積，提高設備運行效率，從而確保循環流化床鍋爐管式空預器安全性與經濟性。