空預器差壓大且堵灰的原因分析及策略研究

房文文

（山西魯晉王曲發電有限責任公司 山西長治 047500）

電廠在不斷發展過程中，為了更好地適應綠色環保與可持續發展理念，越來越多的電廠開始對機組和設備進行超凈排放改造。而隨著電廠生產效益不斷增加，發電廠在生產過程中，各類設施設備也容易出現一系列新問題。其中，空預器差壓大、堵灰逐漸成為發電廠需要解決的重點問題之一。空預器出現堵灰會導致煙氣測壓不斷增大、風機耗電功率增加、爐膛負壓波動、排煙溫度增大等，這不僅影響發電機組的運行效益，更影響發電機組的安全運行。因此，必須要針對出現差壓過大和堵灰的成因進行分析，才能提出針對性的策略，從而使空預器能夠更好地發揮作用，促進電廠效益的提升。

1 電廠空預器堵灰的現象及發生過程

隨著電廠發電機組的連續運行及運行時間的增加，鍋爐中的空預器吸入煙氣的溫度不變，但排煙溫度偏差增大，這就需要在送風機內加入偏置，以減少排煙溫度的偏差。如果空預器煙氣差壓不斷升高，會導致引風機電流增加，可能會造成引風機出風率不足、送風機出口壓力升高，導致風機失速。空預器中由于長期使用會出現積灰，積灰會與冷凝在管壁上的硫酸發生作用，從而形成以碳酸鈣為基質的水泥狀物質。同時，在基礎運作的過程中，吹灰流出的水與熱的水流出，在混合了積灰之后，也會形成積灰的“水泥化”現象，通常情況下，這種積灰呈現硬塊，可能會把管道或管間間距堵死，從而影響了鍋爐的正常工作。通過對積灰的形成進行分析，不難發現，這種灰主要與三氧化硫的結露聯系在一起，當鍋爐受熱面的壁溫達到酸露點之后，會在鍋爐的受熱面上凝結出液態硫酸，這種液態硫酸不僅會腐蝕金屬，還會沾黏煙氣中的一些細小灰塵粒子，久而久之，會在重力的作用下附著在潮濕的受熱面上，最終會導致煙氣堵塞管道從而形成堵灰現象。一般來說，這種情況主要發生在低溫段的空氣預熱器中，如果除塵器進口煙溫度比酸露低時，也會發生除塵器堵灰現象。

2 空預器差壓大且堵灰的原因分析

2.1 鍋爐燃煤的種類不符合設計的要求

一般來說，鍋爐電廠中使用的燃料都是周邊市場煤礦供應或洗煤廠供應的洗煤或者原煤。如果某一種燃煤中的硫元素含量過高，那么可能會在燃燒的過程中引起鍋爐中煙氣露點降低，這樣的現象會導致空預器冷端結露，從而造成腐蝕現象。再者，如果鍋爐中的燃煤在燃燒過程中發熱量過低，那么也會造成燃煤量、煙氣流量不斷增加，這會極大地增加空預器的阻力。除此之外，如果燃煤中灰分過高，那么也會在燃燒的過程中使得鍋爐面的各個受熱面出現嚴重的積灰現象，最終會導致受熱面或鍋爐的工作面受到磨損，從而導致空預器積灰現象嚴重，在同樣負荷下，燃煤量會大幅增加，效率也難以提高。

2.2 過度啟動過程中制粉系統投入失當

一般情況下，在鍋爐啟動的過程中，需要采用小油槍點火；與此同時，啟動磨煤機，在這一過程中，爐膛溫度較低，煤粉燃燒也相對較差，這樣的現狀勢必會導致飛塵和可燃物大量增加。另外，如果油槍投運時油污沒有燃盡或者燃燒煤粉進入空預器，那么也會增加堵灰發生的概率。

2.3 空預器吹灰介質未達到設計值

一般來說，鍋爐的長吹和短吹及過濾器吹灰源頭主要來自后屏過熱器出口聯箱，主要由蒸汽溫度或者減溫裝置控制。一般情況下，空預器在出廠設計的過程中都會預先設置好吹灰閥門前壓力值、蒸氣閥前溫度值、空預器吹灰蒸汽最佳過熱度等，如果在鍋爐使用的過程中空預器的吹灰介質沒有達到設計值或吹灰蒸汽壓力過低，那么都會導致空預器積灰不易被吹盡，也可能導致空預器吹灰器故障，從而使得吹灰無法正常進行。除此之外，如果吹灰蒸汽減溫減壓閥性能調節不當，雖然能夠通過手動來進行調節，但是也可能難以達到預期要求，從而導致蒸汽帶水，這會進一步削弱吹灰效果，長期處于這樣的工作環境中，就會出現堵灰現象。

2.4 吹灰蒸汽閥門不嚴

電廠鍋爐在使用的過程中，空預器會因為吹灰煙器蒸汽進汽閥不嚴導致一些細小的水蒸氣顆粒進入到了空預器內部，從而導致空預器出現了堵灰現象。在鍋爐空預器工作時，每一次鍋爐停爐時，需要對空預器吹灰進氣閥和吹灰槍進行全方位的檢查處理，避免堵灰現象的發生。

2.5 空預器水沖洗不夠徹底

一般來說，電廠的鍋爐在停爐之后，要對空預器進行全方位的水沖洗處理，這樣才能保證空預器完全清洗干凈。如果沖洗得不徹底，那么換熱原件上殘留的部分污垢會在下次啟動后粘上大量的灰塵，在空預器運行的過程中，這些灰塵會越積越多，變成硬塊，或者出現“水泥化”現象，這就加大了下一次沖洗的難度，長期積灰也會影響鍋爐運轉的效率。

2.6 省煤器灰斗及輸灰管道不暢通

低溫省煤器出口設計煙溫過低或入口設計水溫過低導致換熱管管壁溫度較低，煙氣中SO大量冷凝，換熱管低溫腐蝕速率增大，飛灰黏性增大，造成換熱管腐蝕和受熱面黏性積灰堵塞（見圖1）。

圖1 省煤器布置示意圖

2.7 空預器的入口第一、二暖風器堵塞及泄漏

如果空預器入口的第一、二暖風器出現泄漏，那么會導致進入空預器的空氣濕度不斷增加，進一步加劇了空氣的腐蝕和堵塞情況。與此同時，這一情況也與季節變化有關，例如，春季時，楊樹或柳絮大面積飄飛，也容易導致暖風器堵塞。當暖風器停止工作之后，排煙溫度會降低兩端綜合溫度，如果不能保持在148℃左右，會導致空預器低溫段出現腐蝕現象，嚴重時會出現堵灰現象。

2.8 空預器冷端綜合溫度沒有達到設計要求

一般情況下，低溫腐蝕的情況和空預器堵灰情況主要發生在空預器的冷端，選用不同種類的燃煤和不同的工作狀況，對于空預器的兩端綜合溫度要求也不盡相同。總的來說，在任何負載下，空預器的冷端綜合溫度應當大于最低冷端綜合溫度。此時，就可以及時地投入空預器入口一、二次暖風器，如果積灰的成分復雜、質地堅硬或者已經出現堵灰，那么這樣的情況下，只采用吹灰工藝則無法完全清除積灰。

2.9 鍋爐總風量、受熱面泄漏及機組負荷的影響

如果鍋爐使用的過程中鍋爐的總風量過大，那么勢必會增加煙氣的流量，也會增加空預器差壓。如果鍋爐的受熱面泄漏，那么會導致排出的煙氣帶上水蒸氣，從而使得顆粒在空氣中沉積下來，最終在空預器的受熱面上出現積灰現象。除此之外，機組的運轉負荷發生變化也會引起煙氣流量的變化，煙氣流量變化也會導致空預器差壓變化。

3 空預器堵灰預防措施及策略

3.1 有效減少硫化物的生成

針對空預器堵灰進行預防的過程中，首先可以從輸煤系統做起。發電廠鍋爐房的輸煤系統主要包括燃煤輸送系統、卸煤系統、儲煤系統、配煤系統等。在此過程中，卸煤系統主要是汽車卸煤，儲煤系統是全封閉的圓形堆煤場。發電過程中，通過減少硫化物的生成，能夠使煙氣中的飛塵和硫酸類物質減少，這樣可以避免硫酸類物質與露相粘連，導致積灰硬化。具體來說，加強含硫量的控制，通過對不同含硫量的燃煤進行配比，可以避免高硫燃料集中進入鍋爐房。

3.2 優化鍋爐點火工藝

在鍋爐每一次點火開始之前，要盡量滿足著火的能量。機組在每次停運之后，要盡量將底層磨煤機原煤斗中的煤燒空。在下一次啟動機組之前，預先設計好原煤斗配置的發熱量。在點火工藝中，也可以選擇揮發份較高的每一種，并且采用小油槍點火的方式點火。在機組啟動初期，不需要加太多的燃煤，當燃煤穩定燃燒之后，通過旁路系統，按升溫升壓曲線足量地添加燃煤，投入空預器連續吹灰，這樣可以有效避免空預器積灰現象的發生，也能夠降低積灰現象發生的概率。

3.3 定期對空預器進行吹灰處理

如果空預器中的蒸汽帶水，那么水會與煙氣中的氧化鈣生成水泥狀的附著物黏在換熱元件上，隨著時間的不斷推移，這種黏著物會越來越硬，導致堵灰現象發生且不容易清除。定期對空預器進行吹灰，能夠將一些細小的灰塵及時清除，避免較為嚴重的積灰現象出現。在這一過程中，要保證吹灰蒸汽溫度達到足夠的過熱度。在對空預器進行吹灰處理時，正常情況下，機組空預器每運行8h，需要進行一次吹灰處理。如果鍋爐的燃燒條件相對較差，那么空預器出現堵灰現象，空預器煙氣側差壓增加，或者低負荷煤與油混合燃燒時要相應增加吹灰的次數。吹灰過程需要按照一定的工藝流程進行，在這一過程中，采取疏水溫度控制，保證吹灰器有足夠的疏水時間，避免因疏水時間短而造成的蒸汽帶水現象，這樣才能進一步保證空預器的吹灰效果。如果在吹灰過程中達不到這樣的要求，那么就要適當地對疏水管進行改造。

3.4 確保高壓水沖洗徹底

如果機組停爐時間超過7d，那么需要安排對空預器進行高壓水沖洗。在高壓水沖洗的過程中，根據空預器的生產工藝，選擇不同的高壓水沖洗方式。對于安裝SCR 脫硝工藝的空預器來說，為了更好地防止低溫段的腐蝕現象堵塞和積灰，在清理過程中，需要進行特殊的設計，也要采取相應的清理流程。為了防止由于空預器發生臟污導致熱傳導效果降低，或者空預器由于堵塞而被迫停用事件的發生，空預器低溫段傳熱原件可以采用搪瓷表面的傳熱元件。搪瓷表面具有光滑的特點，一般情況下，灰塵難以附著在上面，也易于清洗。此外，搪瓷具有較好的穩定性并且耐磨損，能夠長期使用。在沖洗完成之后，可以利用手電筒光束對搪瓷表面進行照射，根據其對光的反射，確定沖洗質量是否合格。與此同時，在沖洗過程中，還要進行取樣化驗分析，沖洗結束之后，充分干燥。

3.5 強化省煤器輸灰系統的有效管理

在鍋爐運行的過程中，加強省煤器灰料位、壓縮空氣源壓力及閥門狀態管理。如果在管理中一旦發現高料位、低料位，那么要加強縮短循環的時間，加大進料的時間，并且及時聯系檢修進行處理，通過這樣的方式，才能更好地避免差壓的出現。

3.6 建立有效的空預器管理維修制度

空預器在長期使用的過程中，各種元件可能磨損，各個部位也有可能出現故障，一旦元件出現故障后，會極大地影響空預器的工作效率和質量，從而導致積灰，如果沒有及時進行維修管理，那么很可能發生堵灰現象。因此，在基礎運行過程中，針對空預器建立有效的維修管理制度，能夠更好地避免堵灰現象的發生。這需要結合實際，根據空預器的實際情況，制定有效的維修管理措施。在制定措施的過程中，要確保措施執行的可行性，并且定時、定期地對空預器進行有效的管理與維護。在這一過程中，要明確空預器管理與維修的具體職責，能夠將管理與維修的職責落到實處。

3.7 提高技術人員的專業能力與綜合素質

技術人員的專業能力與綜合素質對于空預器堵灰現象的預防與管理產生了重要的影響。通過提高其專業能力與綜合素質，能夠使之在工作中及時發現出現堵塞的可能原因，并且采取相應的措施和策略進行預防。這需要電廠建立有效的人才培養制度，加強現有技術人員的培訓工作，使之能夠在工作實踐中更好地用專業能力處理各種問題。另外，還需要積極引進高素質的專業化人才，構建專業化人才隊伍，使之更好地適應空預器堵灰處理的需求。在進行培訓工作時，要以培訓制度為依托融入相應的培訓內容，并且促使技術人員積極參與到培訓中來，不斷地提高自己的專業化能力。在強化人才引進的過程中，以專業化能力為基礎，適當提高人才準入門檻，這樣才能使更多優秀的人才進入其中，更好地應對工作中可能會出現了各種問題，從而不斷地提高技術處理水平，滿足工作的要求。

4 結語

綜上所述，隨著發電廠生產工藝的不斷改進，發電廠的生產效益越來越高，在這一過程中，發電廠不僅要關注生產效益，與此同時，也要關注生產工藝的優化。空預器差壓大且堵灰成為制約機組生產效益的重要因素。因此，需要對其原因進行分析，才能提出有效的策略，從而更好地提高發電廠的生產水平，不斷地提高基礎運行的效益，使發電廠在滿足社會能源發展需要的同時，更好地踐行節能環保可持續發展的理念，促進發電廠乃至整個社會的可持續發展。