甘蔗渣鍋爐空氣預(yù)熱器管堵塞的應(yīng)急處理

郭凱賢

（廣西梧鍋鍋爐制造有限公司，廣西梧州543002）

云南某糖廠于2008年從廣西梧鍋鍋爐制造有限公司購(gòu)買了一臺(tái)蒸發(fā)量65 t/h的甘蔗渣鍋爐并于年尾開榨，經(jīng)過了一段時(shí)間的運(yùn)行，該客戶便反映鍋爐尾部空氣預(yù)熱器管子嚴(yán)重堵灰，鍋爐出力不足而需要停爐對(duì)堵塞的管子進(jìn)行疏通。但處理完畢后并重新升火僅3天，又再次發(fā)生預(yù)熱器管子堵塞，被迫再停爐處理。

1 鍋爐空氣預(yù)熱器管堵灰現(xiàn)象

空氣預(yù)熱器是利用煙氣的熱量來加熱燃燒所需空氣的熱交換設(shè)備。由于它工作在煙氣溫度最低的區(qū)域，回收了煙氣的熱量，降低了排煙溫度，提高了鍋爐的熱效率，因此空氣預(yù)熱器已成為鍋爐的一個(gè)重要組成部分。由于它產(chǎn)生了積灰和堵塞，造成煙氣流通截面積的減小，引風(fēng)阻力增大，加大了鼓風(fēng)和引風(fēng)機(jī)負(fù)荷和電耗，影響了鍋爐的出力和安全運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至被迫停爐處理，造成極大損失。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)查看，堵灰主要集中在最下級(jí)空氣預(yù)熱器冷風(fēng)進(jìn)口處管子上端，堵塞的管子數(shù)目約占了一半。我們了解到，入爐的甘蔗渣水分約為52%，某些時(shí)段達(dá)到55%以上。鍋爐排煙溫度只有110℃左右（設(shè)計(jì)值為150℃）。水分含量遠(yuǎn)高于原設(shè)計(jì)值48%。此問題是壓榨工段設(shè)備的原因，使蔗渣水分居高不下。

2 現(xiàn)象成因分析

空氣中常含有一定量的水蒸氣，在它與一冷面接觸時(shí)，如果冷面溫度與空氣中水蒸氣的分壓pH2O相對(duì)應(yīng)的飽和溫度相等或更低時(shí)，空氣中的水蒸氣就會(huì)部分地凝結(jié)在冷面上，這就是所謂結(jié)露現(xiàn)象。如果冷面的溫度是變化的，開始高而逐漸降低，當(dāng)它降到某一溫度時(shí)，空氣中的水蒸氣開始凝結(jié)，這個(gè)溫度就稱為這種空氣的露點(diǎn)。

煙氣中水蒸氣的含量，常較空氣高些，因此煙氣的結(jié)露點(diǎn)也較高。這也就是說煙氣中的水蒸氣在較高的溫度下就開始凝結(jié)，這個(gè)露點(diǎn)只考慮了水蒸氣的影響，因此稱為水蒸汽露點(diǎn)。燃燒甘蔗渣所產(chǎn)生的煙氣中的水蒸氣露點(diǎn)一般為120℃。在蔗渣中水分不多、排煙溫度150℃的情況下，在空氣預(yù)熱器的低溫受熱面上結(jié)露的可能性較小。

但因目前入爐蔗渣的水分嚴(yán)重超標(biāo)，煙氣中的水蒸汽含量大增，使得空氣預(yù)熱器處的煙氣溫度偏低（尤其在剛開始升火時(shí)），空氣預(yù)熱器的入口空氣溫度約為20℃左右，這時(shí)空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)口部份的受熱面壁溫低于煙氣的水蒸氣露點(diǎn)120℃，因此，煙氣中的水蒸汽將結(jié)露而附于受熱面壁面上，即受熱面被水潤(rùn)濕，煙氣中的飛灰不斷粘附在管壁的冷凝水上，且越積越多，而形成積灰，直到最后將管子全部堵塞。

倘若燃料中還含有硫時(shí)，燃料中的硫燃燒后生成SO2，其中一小部分還會(huì)再氧化成SO3。煙氣中SO3氣體會(huì)與煙氣中的水蒸氣結(jié)合成H2SO4。當(dāng)受熱面的溫度低于煙氣露點(diǎn)時(shí)，H2SO4亦會(huì)凝結(jié)在受熱面上，嚴(yán)重地腐蝕受熱面，這種現(xiàn)象稱為結(jié)露腐蝕現(xiàn)象。

由上可知，燃料的水分對(duì)鍋爐的燃燒工況和尾部低溫受熱面的影響是非常大的，務(wù)必加以關(guān)注。

3 采取的臨時(shí)應(yīng)急措施

分析了原因，便可從三個(gè)方面采取措施：

（1）提高鍋爐的排煙溫度。

（2）提高空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)溫度。

（3）嚴(yán)格控制蔗渣水分在推薦范圍內(nèi)。

但從經(jīng)濟(jì)性和當(dāng)時(shí)生產(chǎn)的緊迫性來出發(fā)，優(yōu)先考慮提高鍋爐的排煙溫度，以提高空氣預(yù)熱器受熱面管子的壁溫。

該爐的尾部煙道受熱面由上、下兩組省煤器和三級(jí)空氣預(yù)熱器構(gòu)成。為了能提高排煙溫度，可以減少尾部受熱面積，來達(dá)到減少工質(zhì)吸收煙氣熱量的目的。經(jīng)過嚴(yán)格的熱力計(jì)算，得出：如果暫時(shí)棄用下組省煤器，即將省煤器進(jìn)水管直接接到上組省煤器進(jìn)口集箱處，將能使排煙溫度提高約30℃，熱風(fēng)溫度提高約45℃。這方案簡(jiǎn)單易行，改造工作量甚少，客戶欣然接受并決定當(dāng)即實(shí)施。

采取改動(dòng)省煤器進(jìn)水管路這一臨時(shí)應(yīng)急措施后，經(jīng)過重新升火運(yùn)行20多天后的觀察，排煙溫度已能升高至140℃。雖然停用了一組省煤器，上鍋筒的進(jìn)水溫度有所下降，使鍋爐的出力從65 t/h降至62 t/h，但管子積灰速度已明顯降低、堵塞管子的數(shù)目也由原來的1/2減少為1/6，鼓風(fēng)、引風(fēng)機(jī)均能運(yùn)行在額定狀態(tài)下，不用再停爐通管。

4 結(jié)束語(yǔ)

該應(yīng)急方案雖然以犧牲一些出力為代價(jià)，但在一定程度上緩解了嚴(yán)重的結(jié)露積灰現(xiàn)象，避免了頻繁的停爐，確保了鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，維持了正常的生產(chǎn)。

[1]馮俊凱，沈幼庭，楊瑞昌.鍋爐原理及計(jì)算（第三版）[M].北京：科學(xué)出版社，2003.