回轉(zhuǎn)式空預(yù)器存在問題及改進(jìn)措施

吳國金

摘 要：本文分析了回轉(zhuǎn)式空預(yù)器存在的問題及改進(jìn)措施，包括空預(yù)器堵灰、空預(yù)器漏風(fēng)等問題及改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：空預(yù)器；堵灰；漏風(fēng)

空氣預(yù)熱器是鍋爐輔助設(shè)備中一個非常重要的設(shè)備。它能夠利用鍋爐煙氣的余熱，進(jìn)而提高鍋爐效率，所以空氣預(yù)熱器的效能對鍋爐效率起著決定性的影響。

在火電廠中，在鍋爐后煙道下邊后都裝有空預(yù)器。裝設(shè)空預(yù)器用來降低排煙溫度，加熱二次風(fēng)和一次風(fēng)，從而提高進(jìn)入爐膛的氧氣溫度，使鍋爐效率提高?？疹A(yù)器是火電廠中非常重要的輔助設(shè)備。然而，要想提高空氣預(yù)熱器的效能必須從其主要存在的問題著手，找到這些主要問題的解決方案。本文將重點解決這一問題。

目前北方某發(fā)電公司空預(yù)器主要有以下問題：

1 空預(yù)器堵灰

1.1 空預(yù)器堵灰的原因

回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的換熱元件是波紋板。由于波紋板很薄，板間縫隙很小，在煙氣流通過程中很容易造成積灰，進(jìn)而造成通道堵塞。由于大中型電站鍋爐設(shè)計排煙溫度一般在120℃左右，使得空氣預(yù)熱器冷端受熱面壁溫容易低于凝結(jié)點，使換熱面發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，影響受熱面?zhèn)鳠幔绻饘俦跍剡M(jìn)一步降低，這樣會產(chǎn)生低溫腐蝕，影響空氣預(yù)熱器的安全運(yùn)行。

將鍋爐進(jìn)行脫硝改造完成后，將會有氨氣漏出，將會與煙氣形成硫酸鹽，它具有很強(qiáng)的吸附力和板結(jié)性，很容易粘附在換熱元件上，導(dǎo)致積灰的形成，造成空預(yù)器堵塞，這樣會造成頻繁的空預(yù)器吹灰，使能源過度浪費(fèi)，也會對換熱元件產(chǎn)生磨損，這是需要注意和控制的。

空氣預(yù)熱器堵灰的影響主要有：阻礙煙氣的流通，使風(fēng)壓變大、煙氣出口負(fù)壓增加，使漏風(fēng)量增加，想維持爐膛負(fù)壓，引風(fēng)機(jī)就要增加出力，加大了損耗。

這樣使預(yù)熱空氣達(dá)不到預(yù)定的溫度，排出的煙氣溫度過高，從而降低了鍋爐的運(yùn)行效率。另外，空氣預(yù)熱器堵灰會造成煙氣阻力增大，從而造成引風(fēng)機(jī)過載。

1.2 針對堵灰的改進(jìn)措施

由于低溫腐蝕會加重堵灰，兩者是相互作用的，所以可以將減輕低溫腐蝕的措施應(yīng)用于減輕堵灰的產(chǎn)生。在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的冷端和熱端均會發(fā)生堵灰。在冷端，主要為灰垢，可通過改變冷端溫度或使用吹灰裝置進(jìn)行清除；在熱端，堵灰主要是爐膛中煙氣所攜帶出來的大顆粒爐渣及水分在熱端受熱面，發(fā)生聚集，造成堵灰。

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器解決堵灰問題通常用以下兩種方法：

1）蒸汽吹灰器。這個裝置可以利用過熱蒸汽清除比較細(xì)小的灰塵。電站鍋爐中，蒸汽吹灰器一般布置在空氣預(yù)熱器冷端。這樣可避免積灰進(jìn)入電除塵器。所用吹灰時問隨著回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的直徑增加而變長。由于蒸汽吹灰器是利用過熱蒸汽進(jìn)行吹灰，操作簡單方便，所以大多電廠均較傾向于蒸汽吹灰。

2）水沖洗裝置。蒸汽吹灰雖然簡單方便，易于操作，但不能全面清理所有受用水沖洗加以清洗掉。水沖洗有時需在鍋爐降負(fù)荷時進(jìn)行。在這個過程中需用擋板隔絕一臺空氣預(yù)熱器，進(jìn)行水沖洗，然后再將另外一臺空氣預(yù)熱器用擋板隔絕，并進(jìn)行清洗。沖洗時，空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速應(yīng)降低至正常轉(zhuǎn)速的1/2。沖洗時鍋爐負(fù)荷可帶一半多的負(fù)荷。水沖洗裝置可以附帶在吹灰器上，為伸縮式。

3）可調(diào)頻聲波吹灰器，是一種近年來為適應(yīng)實際生產(chǎn)需要研發(fā)出的新型吹灰器，其完全可以實現(xiàn)自動化，實現(xiàn)自我調(diào)頻的功能，可調(diào)頻聲波吹灰器的投入，減少了蒸汽吹灰器的運(yùn)行頻率，減少了蒸汽的浪費(fèi)，最重要的可以大大緩解脫硝改造后空預(yù)器所產(chǎn)生的結(jié)垢，從而引起的風(fēng)機(jī)出力增加，換熱效率降低，本文將重點對盧波吹灰器進(jìn)行研究。

2 空預(yù)器漏風(fēng)

2.1 空預(yù)器漏風(fēng)的原因

在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中，空氣側(cè)的壓力高，煙氣側(cè)的壓力低，這樣空氣側(cè)的一二次風(fēng)就會通過動靜部件之間的間隙漏到煙氣側(cè)，形成漏風(fēng)，這也是不可避免的，只能盡量的減小。空氣直接進(jìn)入煙道，為了維持空氣量，維持有效燃燒，就要使送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)出力增加，為了維持爐膛負(fù)壓要使引風(fēng)機(jī)出力增大，增加了損耗。當(dāng)漏風(fēng)量超過一定限制時，會使風(fēng)量不夠難以達(dá)到所需氧量，導(dǎo)致燃料不能充分燃燒，造成燃燒損失。漏風(fēng)率很高時，還會使煙氣量增加，流動速度加快，排煙溫度上升，排煙熱損失進(jìn)一步加大，使鍋爐熱效率降低?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率會隨著運(yùn)行時間的延長而越來越大，所以要經(jīng)常檢修維護(hù)。

直接漏風(fēng)是由空氣側(cè)和煙氣側(cè)之間的差壓及漏風(fēng)間隙引起的，漏風(fēng)量相比來

說很大，占總漏風(fēng)量的絕大部分。降低空氣預(yù)熱器漏風(fēng)也就是降低直接漏風(fēng)量。

直接漏風(fēng)量的計算公式如下：

（2-1）

式中G為直接漏風(fēng)量，kg/s；K為泄漏系數(shù)；F為間隙截面積，m2； 為空氣與煙氣的壓差，pa；ρ為空氣密度，kg/m3。

式（2-1）用于計算回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的直接漏風(fēng)量。式中氣體密度ρ的變化很小，所以舍去忽略不計。因此，從式中可以看出影響漏風(fēng)的主要因素是泄漏系數(shù)K、間隙面積F、空氣與煙氣的壓差△P。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量與泄漏系數(shù)K、間隙面積F、空氣與煙氣的壓差△P的平方根成正比。

鍋爐脫硝改造后，空預(yù)器煙氣側(cè)T作壓力提高，漏風(fēng)率加大，同時空預(yù)器入口煙溫降低，煙氣中產(chǎn)生的硫酸氫銨會引起空預(yù)器冷端換熱元件低溫腐蝕及堵塞，而且鍋爐空預(yù)器長時間運(yùn)行后，部分密封元件已損壞嚴(yán)重，漏風(fēng)率較大，而且空預(yù)器運(yùn)行過程中，最：E要的經(jīng)濟(jì)性參數(shù)就是漏風(fēng)率，所以空預(yù)漏風(fēng)率的控制非常重要。

漏風(fēng)控制系統(tǒng)的頻繁故障也是空預(yù)器漏風(fēng)率高的一個主要原因，北方某發(fā)電公司的經(jīng)常出現(xiàn)空預(yù)器漏風(fēng)控制系統(tǒng)提升機(jī)構(gòu)持續(xù)提升扇形板，超過上限位，直至碰觸熱端梁，導(dǎo)致扇形板、提升機(jī)構(gòu)和千斤頂損壞。

1、故障情況分析

當(dāng)空氣預(yù)熱器停轉(zhuǎn)報警、系統(tǒng)轉(zhuǎn)為溫控模式及系統(tǒng)故障報警出現(xiàn)時，系統(tǒng)提升扇形板至上限位停止。如扇形板運(yùn)行受阻（如扇形板卡澀、密封座摩擦、扇形板積灰等），提升機(jī)構(gòu)傳動軸上力矩大于力矩保護(hù)器中剪切銷的剪切強(qiáng)度時，剪切銷斷裂，力矩保護(hù)開關(guān)觸發(fā)，系統(tǒng)停機(jī)。

2、故障原因

1）上行接觸器經(jīng)長時問使用存在觸點老化，觸頭不靈活，導(dǎo)致接觸器上行接觸器在事故時持續(xù)吸合，無法脫開；

2）力矩保護(hù)開關(guān)無法正常觸發(fā)，導(dǎo)致系統(tǒng)無法停止提升；

3）系統(tǒng)長時間處于故障報警狀態(tài)，并未及時處理。

3、改進(jìn)措施

1）將現(xiàn)有剪切銷式力矩保護(hù)器更換為牙型力矩保護(hù)器；

2）增加雙提升桿上限位保護(hù)機(jī)構(gòu)；

3）引入空預(yù)器轉(zhuǎn)子電流反饋信號作為系統(tǒng)安全保護(hù)信號；

4）在分控柜中原有上F行接觸器的基礎(chǔ)上各增加一套接觸器；

5）漏風(fēng)控制系統(tǒng)程序升級。

2.2 針對漏風(fēng)率大的改進(jìn)措施

漏風(fēng)會嚴(yán)重影響回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，所以防止或降低空預(yù)器漏風(fēng)對整個機(jī)組都非常重要。目前，防止漏風(fēng)問題的措施主要從設(shè)計安裝方面和空氣預(yù)熱器系統(tǒng)兩方面進(jìn)行考慮：

1）要想最大限度減少漏風(fēng)，必須對回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器裝置本身加以改造，這是解決漏風(fēng)問題的最直接的方法。

2）有條件的情況下，也可改變?nèi)济旱姆N類，嚴(yán)格控制煤質(zhì)，少燒劣質(zhì)煙煤和高硫煤。提高煤粉燃盡度，減緩尾部煙道磨損，定期分析確查煤粉細(xì)度，調(diào)整燃燒，低氧燃燒褐煤僅需控制腐蝕；鍋爐燃用煙煤所需要的氧量為3.10～3.15%：

鍋爐燃用無煙煤所需要的氧量為3.14～3.17%。鍋爐燃用劣質(zhì)煤所需要氧量就相對較低。

3）接觸式密封技術(shù)：接觸式密封日前已得到廣泛應(yīng)，對降低漏風(fēng)率效果非常明顯。以某一設(shè)計為例，在扇形密封擋板、軸向密封擋板和外殼之間焊接板條，將徑向密封擋板和軸向密封擋板冷態(tài)調(diào)試時固定于某一合適位置，形成完整的焊接結(jié)構(gòu)，并在熱變形的情況下，還能保證密封的嚴(yán)密性，從而消除二次漏風(fēng)可能。

3 結(jié)束語

本文對北方某發(fā)電公司脫硝系統(tǒng)改造后空預(yù)器存在的問題進(jìn)行研究，并提出整改的措施。目前主要存在三個問題，一、窄預(yù)器的漏風(fēng)問題，針對此問題對窄預(yù)器的密封板改造為接觸式柔性密封，并對空預(yù)器的漏風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造。二、空預(yù)器的堵灰問題，針對此項問題，在現(xiàn)有的蒸汽吹灰基礎(chǔ)上加裝高頻聲波吹灰器。