空预器堵塞原因分析与防治

空预器堵塞原因分析与防治1．概述回转式空气预热器的低温腐蚀和堵灰现象是电厂普遍存在的问题。尽管各电厂在锅炉设计、安装和运行中都已充分考虑并采取了防止低温腐蚀和堵灰的措施，但实际运行中仍然由于种种原因不能杜决空气预热器的堵灰问题。XXXXX发电厂2×330MW机组，配备两台上海锅炉有限公司生产的容克式空气预热器，型号为2－29VI(T)－2080SMRC。于2007年12月投产，在2011年3月#2炉两台空预器发生堵灰故障，被迫停炉进行高压水冲洗。#2机组于2011年7月又重复发生堵灰，#1炉两台空预器在2011年8月发生堵灰，同样进行高压水冲洗。2．现象和危害空气预热器发生堵灰，表现为一次风、二次风风压增大、炉膛负压难以维持，并出现摆动现象，摆幅逐渐加大，且呈现周期性变化，其摆动周期与空气预热器旋转一周的时间恰好吻合，严重时导致送、引风机发生喘振、引风机无调节余量，影响到燃烧自动装置的投入。空气预热器堵灰后会造成锅炉排烟温度升高,热风温度下降，风、烟系统阻力上升，一次风、二次风正压侧和烟气负压侧的压差增大，增加了空气预热器漏风；堵灰严重时，影响锅炉的满负荷运行。另外，由于空气预热器的堵灰和低温腐蚀是互相促进的，空气预热器堵灰可加速烟气中硫酸蒸汽的凝结，加快空预器的低温腐蚀，致使空气预热器换热元件严重损坏，增加了设备检修维护费用。我厂空气预热器堵灰期间，锅炉排烟温度从设计的129℃提高到140℃左右，而排烟温度高又严重影响机组的安全经济运行。所以，有效地预防空气预热器的堵灰是电厂安全、经济、文明生产必须解决的问题。3.空气预热器积灰的形成：煤中的硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫在催化剂（积灰中的Fe2O3）的作用下进一步氧化生成三氧化硫与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽的存在使烟气的露点显著升高，当燃料中含硫量越高、过剩空气系数越大，烟气中SO3含量越高，露点也越升高。由于空预器中空气的温度较低，烟气温度不高，壁温常低于烟气露点，这样硫酸蒸汽就会凝结在空预器受热面上，烟气中的灰、沙粒便容易粘在空气预热器的受热面上形成积灰，在燃烧广汇煤时更为突出，表现为空预器前后差压增大，进一步发展就会造成空预器堵灰。4.影响空预器堵灰的因数4.1SO3由于煤中含有有机硫、黄铁矿硫和硫酸盐硫，煤在燃烧过程中，特别是燃用高硫煤时，除了部分硫酸盐留在灰中外，大部分硫燃烧生成SO2，其中约有0.5%～5.0%的SO2在烟气中的过剩氧量及积灰中的Fe2O3的催化作用下生成SO3，SO3与烟气中的水蒸汽形成硫酸蒸汽，大量硫酸蒸汽凝结在低于烟气露点的低温受热面上可能引起空预器低温腐蚀，同时，凝结出的液态硫酸会粘结烟气中的灰粒子，造成空预器、积灰堵灰。4.2烟气中酸露点烟气中硫酸蒸汽的凝结温度称为酸露点，它要比烟气中水蒸汽露点要高很多。水蒸汽的露点（即水露点）很低，一般在45～54℃，正常情况下在空气预热器的受热面上不会结露；而硫酸蒸汽的露点则较高，烟气中只要有少量的SO3，烟气的露点就会提高很多，烟气中SO3(或者说硫酸蒸汽)含量愈多，酸露点就愈高，烟气中的酸露点可达140～160℃，甚至更高。通过对我厂2010年后燃烧广汇入炉煤分析，含硫量都在1%之左右，比设计值0.65%高，属高含硫煤种。4.3冷端综合温度空预器的冷端综合温度即烟气出口温度与空气入口温度之和，防止空预器堵灰的最有效办法是提高壁温，即提高空预器的冷端综合温度。在空预器的运行中要注意将“冷端综合温度”维持不低于给定的最小空预器的冷端综合温度，保证高空预器受热面壁温高于烟气露点。如提高排烟温度，投入暖风器提高空预器入口温度，此法的优点是简便易行，缺点是锅炉效率降低。我厂进入空预器的烟气与空气进行热交换后，温度降低，从冷段蓄热元件流出的烟温约在120℃左右，根本无法满足空预器最低冷端综合温度的需要。4.4吹灰蒸汽带水由于进入空预器的烟气温度和空气温度不高，在进行热交换后，空预器空预器冷端壁面温度往往偏低，又由于烟气中有大量灰份，灰份沉积在壁面时，与水及酸液起化学作用后发生硬结，积灰发生硬界后蒸汽吹灰器根本无法清除，这样极易造成空预器堵灰。5.堵灰原因分析我厂两台机组投产后，#1、2炉空预器烟气侧原始差压都在0.7kPa左右，满足厂家设计值0.862kPa。通过综合分析，空预器运行中堵灰的主要原因有以下几方面：（1）煤质含硫量大，实际燃烧的煤种的含硫量远远超过设计煤种的含硫量。（2）吹灰器疏水时间短，蒸汽中仍有凝结水存在。（3）空预器吹灰不合理，吹灰过程中灰粒容易二次粘附在波纹换热板上。（4）煤质偏离设计煤种，运行人员调整空预器冷端综合温度偏低。6.采取的措施6.1减少SO3的生成近几年由于供电形势紧张，完全符合设计含硫量的煤不能满足电厂燃煤的需求量，因此可以通过加强煤场管理，对不同含硫量的煤种进行混、配、参，防止高硫燃料集中进入锅炉。烟气中SO2氧化成SO3是在一定的条件下发生的，炉膛火焰中心温度越高，过量空气越多，生成的SO3就会越多。因此在运行中采用低氧燃烧技术，通过要求运行人员精心操作合理配风，降低锅炉过剩空气系数，禁止大风量运行，保证燃烧最佳状态，减少SO3的生成。此外，尾部烟道的漏风会使烟温水平降低，与受热面的热交换变差，烟气容积增大，排烟损失增加，引风机电耗增加，同时引起腐蚀和堵灰，因而要加强设备维护，并保持各人孔门、看火孔应关严，降低漏风系数。低氧燃烧可以减少SO3的生成，同时降低引、送风机电耗，是一项经济价值很高和很有发展前途的技术措施。及时对锅炉受热面进行吹扫，尤其是要加强对流受热面的吹扫。因为烟气流过对流受热面时，SO2会在某些催化剂(如钢管表面的Fe2O3膜，受热面管子上沉积物或燃油时可能出现V2O5等)的作用下生成SO3。6.2提高冷端综合温度为防止空气预热器堵灰，现在都采取提高空预器入口空气温度或锅炉排烟温度的办法来解决空预器的积灰和低温腐蚀问题，即提高空预器的冷端综合温度。提高冷端综合温度虽然可以减少空预器积灰，避免堵灰故障的发生，却增加了排烟热损失，降低锅炉的经济性，需要在运行中不断分析、调整、总结经验，以寻求最佳经济运行点。6.3规范空预器吹灰空预器吹灰疏水原设定230℃，为保证吹灰蒸汽的过热度和吹灰效果，防止吹灰蒸汽带水和飞灰二次粘附空预器冷端受热面。我厂是否可尝试保证吹灰蒸汽的过热度不得低于130℃，疏水时间设定为5分钟，锅炉在启动期间，烧油阶段可用辅助汽源对空预器连续吹灰；当磨煤机投入运行后严禁用辅助汽源对空预器吹灰。机组降负荷幅度在50MW以上后必须对空预器进行吹灰。避免汽水混合物使空预器积灰发生硬结。6.4加强锅炉暖风器的维护检查发现问题及时处理，暖风器一旦损坏只能在机组停运时更换，因此，必须搞好暖风器的运行和维护，决不能因设备缺陷而使暖风器解列，杜绝由于暖风器泄漏造成暖风器停运，特别是在寒冷的冬季，要确保暖风器的正常投运，避免空气预热器壁温严重低于烟气露点，导致大量的硫酸蒸汽凝结现象的发生，造成空预器堵灰。6.5对空预器进行高压水冲洗利用机组大、小修或停机机会，及时对空预的积灰情况进行检查，发现有积灰硬结现象要利用专用高压水枪进行水冲洗，每次水冲洗后应进行干燥房地，当空预器出口风温达到50℃以上时，认为空预器干燥合格。对空预器进行积灰清洗应彻底清洗干净，否则比不清洗危害更大。如果波纹板箱有一层未清洗干净，运行后势必造成堵塞、磨损及腐蚀。7.结束语空气预热器的堵灰与烟气中酸露点温度、空气预热器换热元件壁温、排烟温度、暖风器出口空气温度、空气预热器的冷端综合温度以及空气预热器的吹灰等因数习习相关。运行中专业技术人员一定要正确分析引起空气预热器堵灰的主要原因，通过实践总结出最有效的预防措施，才能保证机组长周期经济、安全运行，降低设备的维护成本，对电厂保证发供电带来积极的意义。谢谢大家！2012年03月05日