回轉(zhuǎn)式空預(yù)器換熱元件積灰和腐蝕的分析及處理

殷禮

摘 要：本文針對某公司二期三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器腐蝕和積灰問題進(jìn)行了分析，提出了幾點(diǎn)預(yù)防建議。

關(guān)鍵詞：空氣預(yù)熱器；腐蝕；積灰

1 概述【1】

大唐華銀電力股份有限公司耒陽分公司二期2×300MW機(jī)組#3、4鍋爐設(shè)計安裝兩臺豪頓華工程有限公司生產(chǎn)的三分倉容克式空預(yù)器。

2013年，該司#3、4機(jī)組進(jìn)行了脫硝改造，配套進(jìn)行了空預(yù)器換熱元件改造，冷端采用搪瓷換熱元件保證防腐以適應(yīng)硫酸氫銨的工作環(huán)境。配置雙介質(zhì)吹灰器和高壓水系統(tǒng)。熱端和中溫端換熱元件為DU波形板，厚0.5mm，冷段為Ke1陶瓷波紋板，厚0.75mm。

2 空氣預(yù)熱器積灰和腐蝕導(dǎo)致的現(xiàn)象

2.1 空氣預(yù)熱器積灰

運(yùn)行機(jī)組若發(fā)生空預(yù)器積灰，會導(dǎo)致空預(yù)器進(jìn)出口一、二次風(fēng)壓擺動及上升，一、二次風(fēng)壓壓差逐漸上升，空預(yù)器出口一、二風(fēng)溫降低，引風(fēng)機(jī)電流同負(fù)荷下明顯增大。

2.2 空氣預(yù)熱器腐蝕

空氣預(yù)熱器腐蝕和堵灰是相互促進(jìn)的一個過程。當(dāng)空氣預(yù)熱器積灰時，煙氣中的水蒸汽及SO3容易黏附在灰垢上，對受熱元件產(chǎn)生腐蝕；而當(dāng)空氣預(yù)熱器受到腐蝕后，受熱元件表面光潔度嚴(yán)重惡化，使灰垢更容易粘附在受熱元件上，加重了空氣預(yù)熱器堵灰的可能性?？諝忸A(yù)熱器腐蝕時，會因?yàn)閾Q熱面積變小導(dǎo)致同負(fù)等荷下空氣預(yù)熱器出口一、二次風(fēng)溫降低，排煙溫度升高。

3 空氣預(yù)熱器積灰及腐蝕的原因分析

3.1 空氣預(yù)熱器堵灰原因分析

3.1.1 空氣預(yù)熱器傳熱元件布置緊密

空氣預(yù)熱器的傳熱元件布置緊密，煙氣通過波紋板的流通面積很小且流通過程很長，此時煙氣中的飛灰易沉積在受熱面上，導(dǎo)致空預(yù)器堵灰。

3.1.2 低負(fù)荷下燃燒方式

機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，為保證鍋爐安全運(yùn)行，機(jī)組經(jīng)常煤、油混燒。未燃盡的飛灰可燃物極易粘附在空氣預(yù)熱器受熱元件上面。

3.1.3 脫硝之后硫酸氫銨（ABS）[2]的存在

硫酸氫銨的熔點(diǎn) 147℃，主要沉積在煙氣溫區(qū)：207147℃，該溫度區(qū)域內(nèi)會由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)轉(zhuǎn)化，按溫度梯度的分布，結(jié)合空預(yù)器內(nèi)部的溫度結(jié)構(gòu)，硫酸氫銨通常存在于在預(yù)熱器冷端元件中間部位，在液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)換時吸附灰分，直接沉積在傳熱元件上。

3.2 空氣預(yù)熱器腐蝕原因分析

3.2.1 煙氣中含有水蒸氣及SO3

在燃燒過程中，主燃料煤中的硫分主要轉(zhuǎn)變成SO2及SO3。其中SO3與煙氣中的水蒸氣反應(yīng)生成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽的露點(diǎn)遠(yuǎn)比煙氣高，所以硫酸蒸汽易凝結(jié)在低于煙氣露點(diǎn)的低溫受熱面上，引起低溫腐蝕。

3.2.2 空氣預(yù)熱器冷端壁面溫度偏低

在寒冷天氣，空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度降低低，冷端受熱元件壁溫不但低于硫酸蒸汽露點(diǎn)，而且低于煙氣中水蒸氣露點(diǎn)。大量的水蒸氣及稀硫酸液凝結(jié)在空預(yù)器冷端受熱元件上，引起低溫腐蝕。

4 堵灰及腐蝕對空預(yù)器的危害

4.1 堵灰對空氣預(yù)熱器的危害

空氣預(yù)熱器受熱面堵灰后，導(dǎo)致本來相對狹小的傳熱面積進(jìn)一步減小，煙氣的流通阻力增加，致使引風(fēng)機(jī)的負(fù)載增大，廠用電率提升。堵灰嚴(yán)重的情況下因引風(fēng)機(jī)出力受限，導(dǎo)致機(jī)組負(fù)荷受限制。另外，堵灰使空預(yù)器換熱元件面?zhèn)鳠崦娣e減小，導(dǎo)致單位面積煙氣換熱量減小，傳熱效果變差。爐膛出口排煙溫度升高；同時加大了受熱面積進(jìn)出口兩側(cè)的煙氣和空氣壓差，使飛灰速度增加，會加速空氣預(yù)熱器受熱面的磨損。

4.2 腐蝕對空氣預(yù)熱器的危害

空氣預(yù)熱器的蓄熱元件腐蝕會大大影響空預(yù)器的傳熱效果，使鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低。

5 防止空氣預(yù)熱器腐蝕和堵灰的措施

5.1 加強(qiáng)空氣預(yù)熱器的吹灰工作

應(yīng)確?？諝忸A(yù)熱器吹灰器能夠正常投入且每班必須進(jìn)行一次。在發(fā)現(xiàn)空預(yù)器受熱面存在堵灰的情況下，適當(dāng)增加吹灰頻率，提高吹灰壓力。但此手段不能作為常規(guī)運(yùn)行方式。運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)對空氣預(yù)熱器出、入口一次風(fēng)、二次風(fēng)及煙氣差壓的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)有異常趨勢及時投入吹灰器對空預(yù)器全面吹掃一至兩次。

5.2 冬天重視熱風(fēng)再循環(huán)的投入

在寒冷天氣時，要調(diào)整熱風(fēng)再循環(huán)控制送風(fēng)機(jī)入口溫度維持在20至50℃之間。同時通過對熱風(fēng)再循環(huán)調(diào)節(jié)門的調(diào)整控制空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度符合規(guī)程規(guī)范。

5.3 控制過量空氣系數(shù)，減少煙氣中SO3含量

機(jī)組運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)對鍋爐的燃燒調(diào)整，保持合適的過量空氣系數(shù)，減少SO3生成。

5.4 降低氨逃逸量

控制氨逃逸就等于切斷了硫酸氫銨生成的源頭，沒有了硫酸氫銨的沉積，空預(yù)器堵塞的可能性將大大降低。日常運(yùn)行過程中，定期進(jìn)行氨噴射系統(tǒng)的噴氨流量平衡調(diào)整，防止局部氨逃逸量過大。機(jī)組停爐檢修時，加強(qiáng)對噴氨格柵的檢查，及時疏通噴氨格柵噴嘴。

5.5 定期進(jìn)行硫酸氫氨熱解定期工作

硫酸氫銨在207℃會升華為氣態(tài)，所以可以通過控制風(fēng)量提高空預(yù)器進(jìn)出口溫度來熱解硫酸氫銨。將空預(yù)器出口溫度提升至160℃以上維持2小時，每隔90天進(jìn)行一次定期工作可有效緩解空預(yù)器堵灰。

5.6 空預(yù)器冷端受熱元件分層，減少換熱元件更換數(shù)量

華銀耒陽分公司#3、4鍋爐進(jìn)行脫硝改造后，已經(jīng)更換空預(yù)器冷端受熱元件兩次，現(xiàn)場檢查已更換的大部分冷端受熱元件腐蝕部分為冷段下部，即147℃—207℃區(qū)域。故可以考慮以正常運(yùn)行的最低負(fù)荷計，冷端元件可以分層分成400MM最下一層，600MM為倒數(shù)第二層。更換冷端元件時只需更換最下一層即可。

6 結(jié)語

空預(yù)器腐蝕和堵灰給鍋爐安全運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的威脅，因此需針對運(yùn)行中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象認(rèn)真分析，制定出相應(yīng)的技術(shù)措施。只有這樣才能使空預(yù)器不發(fā)生少發(fā)生低溫腐蝕，減少堵塞，從而確保鍋爐空預(yù)器的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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