回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器堵灰的原因分析及預(yù)防措施

陳學(xué)明

摘 要：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器堵灰的成因比較多，而且造成堵灰的影響因素也比較復(fù)雜，通過(guò)對(duì)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器堵灰形成的機(jī)理進(jìn)行分析，探究了堵灰形成的具體原因，結(jié)合空氣預(yù)熱器工作的實(shí)際情況，分析了空氣預(yù)熱器堵灰的具體預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)式;空氣預(yù)熱器;堵灰;預(yù)防措施

在發(fā)電廠中，鍋爐的燃料在燃燒后，大部分的燃料灰分會(huì)和煙氣一起往后流動(dòng)，有一部分灰分在鍋爐受熱后容易發(fā)生沉積，而且煙氣中含有大量的灰分，在通過(guò)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器傳熱通道時(shí)，由于傳熱片緊密排列造成通道狹窄，一些吸附性強(qiáng)而且微小的灰粒容易發(fā)生沉積，就會(huì)堵塞空氣預(yù)熱器的加熱元件，從而造成空氣預(yù)熱器管道的積灰、堵灰情況，就會(huì)對(duì)鍋爐的運(yùn)行造成危害。

一、堵灰形成的機(jī)理分析

空氣預(yù)熱器的堵灰，一般情況下是由于煙氣中的硫酸遇到蒸汽而形成低溫腐蝕的硫酸溶液在空氣預(yù)熱器的管壁上溶解，形成氧化膜（Fe3O4）與金屬鐵在一起形成潮濕的硫酸腐蝕液，粘附煙氣中的灰塵與顆粒，然后再發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，最終會(huì)在金屬壁中形成硬質(zhì)的灰層，造成空氣預(yù)熱器的管壁堵灰。如果煙氣中SO3的濃度達(dá)到了5 ug/ L以上時(shí)，在遇到水蒸氣時(shí)，就會(huì)具有很強(qiáng)的腐蝕性，煙氣中的灰粒與腐蝕液融合在一起，就會(huì)在受熱面與硫酸結(jié)合形成硬質(zhì)的酸性灰層，這樣就能粘附更多的灰粒，造成更大的堵灰現(xiàn)象。

其次，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)生堵灰情況直接密切相關(guān)，在空氣預(yù)熱器中轉(zhuǎn)子的傳熱元件呈現(xiàn)出緊密排列的現(xiàn)象，在每方的耐熱容積中，往往布置有300—400平方的受熱面，而且有的元件可以達(dá)到500平方以上，在煙氣中如有一些吸附能力較強(qiáng)的微小灰粒，就能夠在這個(gè)大面積的范圍內(nèi)沉積，而且要比鍋爐的其他部分沉積大很多，特別是在空氣預(yù)熱器的內(nèi)部管壁密度高的元件受熱而產(chǎn)生腐蝕時(shí)，將會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致傳熱元件的吸附能力進(jìn)一步增加，這樣也會(huì)導(dǎo)致空氣預(yù)熱器的邊界層流通阻力增加，進(jìn)而也進(jìn)一步地造成空氣預(yù)熱器內(nèi)部堵灰的情況，導(dǎo)致邊界層的腐蝕也在不斷地增加，進(jìn)而容易發(fā)生灰分吸附的現(xiàn)象，給空氣預(yù)熱器造成危害。

二、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器堵灰的預(yù)防措施

（一）提高空氣預(yù)熱器的金屬溫度

通過(guò)提高空氣預(yù)熱器的金屬溫度，使得空氣預(yù)熱器的元器件溫度要比煙氣露點(diǎn)溫度高10-200C，即煙氣露點(diǎn)溫度低于空氣預(yù)熱器的金屬溫度，這樣產(chǎn)生的硫酸蒸汽就不能在受熱面上進(jìn)行凝結(jié)而吸附更多的煙氣灰粒。同樣，在回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的機(jī)組中，通過(guò)控制燃燒的溫度以及提高進(jìn)入空預(yù)器的風(fēng)溫，也能夠有效地防止酸露的形成，提高空預(yù)器金屬壁溫，或者提高空預(yù)器中的風(fēng)溫，都能在一定程度上阻止煙氣中的硫酸與蒸汽的結(jié)合而殘留在管壁上，減少煙氣中的灰粒凝結(jié)在管壁上，這樣就會(huì)減少空預(yù)器堵灰機(jī)會(huì)。

（二）高能燃?xì)饷}沖吹灰的方法

在空氣預(yù)熱器中的空氣和燃?xì)庠谝惶厥獾娜萜髦谢旌?，在?jīng)過(guò)點(diǎn)火后，就會(huì)產(chǎn)生爆炸，使得空氣預(yù)熱器內(nèi)的氣體體積發(fā)生急劇地膨脹，進(jìn)而能夠形成高溫、高壓的爆炸性氣體，進(jìn)而在罐體內(nèi)加速流動(dòng)，形成激波，進(jìn)而會(huì)在罐體內(nèi)蓄集起極高的能量，在高溫氣體噴出時(shí)，就會(huì)有很大的動(dòng)能、熱能與聲能進(jìn)入到空預(yù)器內(nèi)，作用在積灰上，使得積灰脫落，而被煙氣帶出空氣預(yù)熱器外。采用這種方式吹灰的能量比較大，既適合于松散性積灰清除，同時(shí)還適合粘結(jié)性積灰、結(jié)焦和堵灰的清除與處理，在具體的應(yīng)用中十分有效。

（三）加強(qiáng)密封，減少漏風(fēng)

因?yàn)榭諝忸A(yù)熱器內(nèi)的堵灰與漏風(fēng)是相互作用、相互加強(qiáng)的，對(duì)空氣預(yù)熱器進(jìn)行及時(shí)吹灰就能夠減少空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)，這時(shí)，如果采用效率更高的密封裝置與運(yùn)行技術(shù)來(lái)減小空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)量，在鍋爐啟動(dòng)后，及時(shí)在空氣預(yù)熱器中投入預(yù)盤(pán)車(chē)裝置，能夠有效減少空氣中酸性物質(zhì)的凝結(jié)，進(jìn)而能夠減輕空預(yù)器的“蘑菇形”變形，提高空氣預(yù)熱器的密封效果，減少漏風(fēng)影響。

（四）減少煙氣中水蒸氣含量

由于煙氣中含有水蒸氣容易與酸性物質(zhì)進(jìn)行混合凝結(jié)，進(jìn)而能夠與空氣中的灰粒結(jié)合，容易凝結(jié)在空氣預(yù)熱器的內(nèi)部管壁中。

1.加強(qiáng)吹灰過(guò)程疏水

為減少空氣預(yù)熱器的內(nèi)部灰粒，對(duì)其內(nèi)部的受熱面元件進(jìn)行吹灰也是防止空氣預(yù)熱器堵灰的重要手段，但是將蒸汽作為吹灰介質(zhì)，在整個(gè)管道系統(tǒng)中由于蒸汽容易冷卻，而且在吹灰管道中能夠存在大量的水分，在對(duì)其進(jìn)行吹灰時(shí)，需要對(duì)管道進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱處理，并保證管道內(nèi)原有的凝結(jié)水都已經(jīng)排除，保證管道內(nèi)部的干燥，避免在吹灰的過(guò)程中，導(dǎo)致水蒸氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器中，使得煙氣中的水分含量過(guò)大，吸附煙氣中的灰粒，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器的堵灰。

2.改造吹灰汽源

由于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的輸汽管路過(guò)長(zhǎng)等原因，如果在低溫或者低負(fù)荷的狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，或者在吹灰時(shí)的汽溫偏低，或者水蒸氣的熱度不夠高，就會(huì)有大量的水蒸氣噴出，這樣容易造成水蒸氣的含量過(guò)高。如果將汽源汽溫控制在400℃以上，不僅能夠滿足吹灰汽源吹灰的要求，同時(shí)也使得吹灰過(guò)程中的水分減少，而且也能夠達(dá)到節(jié)能的效果。同時(shí)，通過(guò)減少空氣預(yù)熱器的入口冷空氣中的水分含量，定期對(duì)鍋爐進(jìn)行排污擴(kuò)容，這樣就能夠?qū)諝忸A(yù)熱器內(nèi)的空氣水分含量進(jìn)行控制，減少灰粒中的酸性物質(zhì)與水蒸氣結(jié)合的情況，在對(duì)與空氣預(yù)熱器中的堵灰進(jìn)行預(yù)防時(shí)，還需要加強(qiáng)對(duì)低溫受熱面的吹灰，減少管道金屬壁的硫酸蒸汽的凝聚，降低結(jié)灰變硬的情況。

三、結(jié)語(yǔ)

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器堵灰產(chǎn)生的機(jī)理比較復(fù)雜，而且影響因素也比較多，對(duì)鍋爐的危害也比較大，在對(duì)空氣預(yù)熱器的堵灰進(jìn)行清理時(shí)，需要針對(duì)具體的情況，選擇合理的預(yù)防措施，并布置足夠的吹灰裝置，及時(shí)對(duì)空氣預(yù)熱器內(nèi)的灰粒進(jìn)行清除，才能保證回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的清潔與干燥。

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