浅析空气预热器堵塞
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摘 要 空气预热器是利用烟道排出烟气的热量去加热送风机出口的冷风的热交换设备，加热后的冷风一部分作为热一次风到制粉系统去，一部分到炉膛两侧的风箱作为二次风。减少了热量的损失，提高了整个机组的经济性。但是，随着使用时间的推移，空气预热器在运行中，不可避免地会出现运行阻力上升的情况。空气预热器运行压差的增大，不仅会引起引风机电流的增加，从而导致厂用电率的增加;同时，两侧空气预热器运行阻力不一致严重时还会导致引风机喘振，严重影响设备的正常安全运行。故针对空气预热器的堵塞情况，结合实际情况去分析无比重要。
关键词 空气预热器;堵塞;高炉煤气;硫酸氢铵;吹灰蒸汽
引言
自备电厂#1、#2炉2 X350 MW项目预热器为两分仓容克式空气预热器，2015年168小时通过以后，两台炉空气预热器总体运行良好，漏风率控制在5%以内，取得了良好的效益。然而，自2018年2月#1炉 B修后，#1炉空气预热器压差最高达2.1 kpa，#2炉 C修后空气预热器压差最高达2.0 kpa。
1 空气预热器堵塞的原因
回转式空气预热器的堵塞的根本原因是低温腐蚀和堵灰。由于空气预热器的堵灰和低温腐蚀是彼此作用的，空气预热器堵灰会导致烟气中硫酸蒸汽的凝结的速度变快，从而促进了空预器的低温腐蚀效果，嚴重损坏了空气预热器传热元件，给设备维护带来昂贵的代价。所以，必须采用相应的措施来预防空气预热器堵灰，以提高电厂的经济效益[1]。
1.1 影响空气预热器堵灰的原因
（1） 掺烧高炉煤气
由于高炉煤气可燃物质的成分为CO和H2，它们所占高炉煤气的体积百分比少于30%，大部分是惰性的N2、CO2等气体，这使得高炉煤气发热值低，燃烧性能差等特性。第一点，在掺烧过程中，煤粉的着火温度较高炉煤气的高，高炉煤气燃烧引起煤粉周围氧气浓度降低，推迟煤粉着火。第二点，因为高炉煤气存在大量不可燃气体进入炉膛，降低炉膛温度，从而导致煤粉燃烧速度降低。第三点，在截面一定的烟道情况下，由于掺烧高炉煤气而导致的烟气量增大，加大了烟气流速，使得煤粉在炉膛停留的时间减少，影响了煤粉燃尽，飞灰含碳量增加。 最终导致的结果是烟气含粉尘量大，这也是为什么掺烧高炉煤气的情况下空气预热器压差较没有掺烧高炉煤气高的原因。
（2）SO3及烟气中的酸露点
由于粉煤中含有有机硫化物，无机硫等物质，煤粉发生燃烧时，除了部分硫酸盐留在灰外，大部分硫燃烧产生SO2， SO2在烟气中的富余的氧气和煤灰中的氧化亚铁的催化作用下生成SO3。 在烟温低于一定温度的情况下，由于SO3与烟气中的水分容易结合成硫酸蒸汽，引起空气预热器传热元件发生低温腐蚀。而且在低温腐蚀下，硫酸成液态与烟气中的灰尘颗粒结为一体，堵塞空气预热器通道[2]。
由于脱硝空预器需要喷氨，一旦烟气中的SO3浓度比逃逸的氨浓度（一般脱硝出口小于3μL/L）高时，大部分反应成硫酸氢铵（ABS）。ABS在147～220℃中呈现出高黏性、液态状，容易凝结淤积在传热元件表面，烟气中的颗粒从传热元件中通过时遇到ABS发生黏附，从而导致传热元件发生堵塞，空气预热器运行阻力上升，并且降低空预器的换热效果。通过对我厂常使用的大同煤的含硫量为1.1%，属高含硫煤种，故酸露点较高。经抽检发现#1、#2炉脱硝反应器模块催化剂已经部分失效，容易造成氨逃逸增大，从而导致硫酸氢铵的产生。
（3） 冷端综合温度
空气预热器的冷端综合温度指的是空预器的烟气出口温度加上送风机进空预器的空气入口温度所得到的温度值，降低空预器堵灰风险最有经济性的办法就是提高空气预热器的金属壁温，也就是把空预器的冷端综合温度拔高到一定的值。为了避免空预器堵灰，运行中需要保持冷端综合温度高于推荐的冷端综合温度最小温度，保证烟气露点温度在空预器金属壁温以下。由于我们的煤种含硫量在1%左右，根据厂家推荐，可以看到我们的最低冷端综合温度在145～150℃之间。正常运行中，烟气出口温度最低为125℃，空气入口温度30℃左右，基本满足要求。
（4）吹灰蒸汽带水
相对吹灰蒸汽温度来说，空预器内部的烟气温度和空气温度较低，冷风和热烟气在进行热量互换后，空预器冷端传热元件表面温度更加低，流经的烟气因为含有很多灰分，其沉积在冷端传热元件表面。如果有水和酸性液体与之发生化学反应后就会导致结垢硬化，其后果是一般蒸汽吹灰器不能清除的，甚至很可能导致空预器严重堵灰。
另外，运行人员有时为了提高清灰效果，可能会对吹灰器的吹灰压力进行设定调整。但是可能出现的是，当吹灰压力设太高了，就会破坏转子的密封导致漏风增加，吹损传热元件波纹板;另外， 如果吹灰蒸汽温度低于设计值，或者由于吹灰管路疏水不彻底，蒸汽带水对元件造成水击，时间一长就吹损受热面波纹板，损坏的波纹板碎片再次堵塞烟气的流通通道，加重空气预热器堵塞。
（5）停炉吹灰时粗灰
每次停炉，检修人员都会进入炉膛用压缩空气将炉膛水冷壁、炉墙壁上的灰吹下，不可避免地，空气预热器上方炉墙拐角积聚的粗灰掉落到热端传热元件上，空气预热器吹灰时再把这些粗灰吹扫进入中段的传热元件，导致中段传热元件发生堵塞[3]。
2 结论及建议
综上所述，#1、2#炉空气预热器运行压差高的原因主要是脱硝反应器催化剂部分失效、吹灰器带水、停炉吹灰粗灰堵塞导致。
建议：①高炉煤气与煤粉混烧时，应注意投运方式，在点火启动和煤气、煤粉投运顺序上可采用先油枪点火，煤粉燃烧，升负荷，再投用高炉煤气的顺序进行，使炉膛火焰中心温度达煤粉燃烧适宜温度再投用高炉煤气。②更换失效脱硝催化剂;③规范空气预热器吹灰;④定期进行高压水冲洗;⑤严格控制脱硝装置氨逃逸率。
参考文献
[1] 刘定平，陈红艳.低热值高炉煤气与煤粉混烧技术的探讨[J].锅炉技术，2003，（11）：44-48.
[2] 李钢柱.回转式空气预热器差压升高的原因分析及处理[J].低碳世界，2005，（7）：295-296.
[3] 张力.锅炉原理[M].北京：机械工程出版社，2010：176-179.
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