回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器堵塞的原因分析及預(yù)防

邊斌

摘要：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱設(shè)備作為當(dāng)前主流的產(chǎn)品之一，實際使用中常常會出現(xiàn)堵塞等問題，具體原因較為多樣。因此需要對回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱設(shè)備的工作原理進(jìn)行深入剖析，探究造成阻塞問題的根本因素，并結(jié)合具體的設(shè)備工況進(jìn)行綜合研究，提出防止設(shè)備堵塞的解決方案，保證設(shè)備能夠穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，推動電力領(lǐng)域的穩(wěn)步前行。

關(guān)鍵詞：空氣預(yù)熱器;阻塞;水沖洗

1空預(yù)器堵灰的一般機(jī)理

三分倉模式的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般由三層傳熱組件組成，自上而下分別是高中低溫?fù)Q熱元件。一旦機(jī)組啟動，空預(yù)器設(shè)備開始運行后，煙氣側(cè)的煙氣和一二次風(fēng)側(cè)空氣就會相繼進(jìn)入到設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行換熱，位于煙氣位置的蓄熱組件就會吸收煙氣中的熱量，并將其釋放在空氣側(cè)，由此便可以有效降低鍋爐內(nèi)部排煙溫度，提高熱效率。

通常來說，煙氣中所含有的水蒸氣是來自于燃料中的水。而這就會導(dǎo)致煙氣露點指標(biāo)上升，增加腐蝕強(qiáng)度，同時由于水份大量聚合到換熱組件上，就會出現(xiàn)灰塵積聚問題。此外，灰塵中存在某些催化元素還會導(dǎo)致硫酸的形成，進(jìn)一步加劇腐蝕問題。如果灰塵中摻入水份，就會導(dǎo)致灰塵變干以后的密度提升，在經(jīng)由結(jié)燒后就會形成固化物，引起換熱元件的阻塞問題。

空預(yù)器設(shè)備受熱位置一旦出現(xiàn)灰塵積聚，就會阻礙傳熱性能，導(dǎo)致金屬位置的溫度無法滿足要求，也加大了腐蝕影響。如果設(shè)備的受熱位置阻塞過度，內(nèi)部壓差將會增高，難以穩(wěn)定流通煙氣。因一次風(fēng)與送風(fēng)的壓力較高，其風(fēng)量降低的幅度大大低于煙氣量降低的幅度，這樣鍋爐排煙溫度大幅降低，進(jìn)一步加劇了空預(yù)器受熱面的粘污積灰。

對于空預(yù)設(shè)備來說，冷端換熱組件是發(fā)生阻塞問題最多的模塊，且常常伴有局部腐蝕問題。從而使得空氣設(shè)備正常工作時阻力參數(shù)提高。究其原因來說是密封片和壓板損耗過度，且換熱組件和隔倉存在空隙，深化磨損問題。

2電廠鍋爐空預(yù)器堵灰現(xiàn)象及原因分析

2.1堵灰現(xiàn)象

空預(yù)器裝置發(fā)生阻塞問題后最直觀的表現(xiàn)為：設(shè)備在運行中差壓進(jìn)一步擴(kuò)大，造成兩側(cè)排煙位置的溫度差異較大。出現(xiàn)阻塞問題的位置排煙能力顯著下降，這是因為阻塞后會加劇引風(fēng)機(jī)做功，能源消耗提升。甚至出現(xiàn)引風(fēng)機(jī)做功無法達(dá)到要求而處于過負(fù)荷狀態(tài)。不僅如此，設(shè)備堵塞后會降低煙氣的流通空間，加劇引風(fēng)機(jī)振動幅度，嚴(yán)重?fù)p耗引風(fēng)機(jī)工況。

2.2原因分析

（1）在系統(tǒng)實際運行時，選用的煤種和預(yù)期方案出現(xiàn)偏差。例如在方案中所選煤種為塔山洗精煤，但在實際中由于煤炭市場價格波動問題和供應(yīng)量不足，大多數(shù)燃煤企業(yè)無法應(yīng)用方案中的煤種，轉(zhuǎn)而使用質(zhì)量較差的煤種，但這部分煤種各項參數(shù)均會超過預(yù)期方案標(biāo)準(zhǔn)，且發(fā)熱能力無法滿足要求。如果負(fù)荷相同，會導(dǎo)致燃煤量提高，而各項影響因素也會擴(kuò)大，出現(xiàn)堵塞問題。

（2）換熱組件出現(xiàn)灰塵積聚問題。由于空預(yù)設(shè)備的換熱組件內(nèi)部空間較小。會導(dǎo)致灰塵容易積壓在組件內(nèi)部。同時該部分灰塵結(jié)構(gòu)散亂，和煙氣流速密切相關(guān)。

（3）當(dāng)鍋爐設(shè)備在啟停過程中使用助燃模塊，由于助燃元素?zé)o法完全燃燒會形成雜質(zhì)附著在空預(yù)設(shè)備內(nèi)部，構(gòu)成油性黏著層。以致于換熱組件灰塵積聚問題進(jìn)一步加大。一旦換熱組件出現(xiàn)了阻塞問題后，未能有效進(jìn)行吹灰處理或處理質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，就會進(jìn)一步加大阻塞影響。

（4）空預(yù)設(shè)備吹灰結(jié)構(gòu)在實際運行過程中由于疏水不完全、時間不充分、汽門內(nèi)漏等因素會導(dǎo)致阻塞問題無法解決。

（5）鍋爐停止周期不足，空預(yù)設(shè)備沖洗不達(dá)標(biāo)。在日常運行中會出現(xiàn)鍋爐在停止周期時沖洗質(zhì)量未能滿足要求，以至于B側(cè)壓差顯著提高，且受熱位置仍有雜質(zhì)未處理，再次投入使用后會加劇阻塞問題。

（6）波紋板出現(xiàn)形變問題，運行環(huán)境出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。

（7）空預(yù)設(shè)備冷端溫度指標(biāo)不能滿足運行條件。冷端出現(xiàn)的腐蝕問題是因為煤炭中所含有的硫元素會在燃燒后變成二氧化硫。一旦空氣流通過度，就有可能再次反應(yīng)生成三氧化硫。從而和含有的水蒸氣形成硫酸蒸汽，在換熱組件中冷凝下落就會腐蝕波形板等元件。

3防范措施

3.1加強(qiáng)對空預(yù)器出、入口差壓的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常及時采取措施

防止出現(xiàn)灰塵積聚問題需要在系統(tǒng)運行過程中重視空預(yù)裝置風(fēng)量、氣體、差壓等指標(biāo)，尤其在冬季中處于低溫運行狀態(tài)時。一旦發(fā)現(xiàn)空預(yù)設(shè)備的關(guān)鍵影響因素和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)出現(xiàn)較大偏差，就要及時調(diào)節(jié)，采用吹灰處理等手段。如果解決方案無法滿足要求，需要判定受熱位置的元件是否是由腐蝕問題造成的阻塞。在機(jī)組停機(jī)檢修時要及時檢查空預(yù)器元件，尤其是冷端低溫?fù)Q熱元件，發(fā)現(xiàn)元件波形板腐蝕、受損嚴(yán)重應(yīng)及時更換，以保證空預(yù)器換熱元件能正常工作。

3.2選擇合適的煙氣流速

由于空預(yù)器裝置換熱組件積灰程度和煙氣流量密切相關(guān)，就需要在保證元件不被損耗的情況下優(yōu)化煙氣流速，減少積灰問題。

3.3加強(qiáng)燃煤含硫量的控制

企業(yè)確定燃煤采購方案時也要充分考量煤種的含硫比重。盡可能從源頭上進(jìn)行把控，防止使用不達(dá)標(biāo)的煤種，同時也能夠利用煤種混合技術(shù)，確保含硫較高且灰塵較大的煤種不會集中使用。參照預(yù)期方案嚴(yán)格把控燃料性能，保證設(shè)備的安全運行。

3.4保證除霧器的工作正常

普遍使用的濕法脫硫技術(shù)會造成煙氣腐蝕能力上升。由此來說，不僅需要強(qiáng)化脫硫裝置的防腐性能，還需要確保除霧設(shè)備發(fā)揮應(yīng)有作用。

3.5將受熱面壁溫提高到煙氣露點以上

①熱風(fēng)再循環(huán)。期望有效提升壁溫，就應(yīng)當(dāng)提高煙氣和空氣溫度指標(biāo)。借用預(yù)熱設(shè)備出風(fēng)和送風(fēng)位置的壓差進(jìn)行再循環(huán)，或使用再循環(huán)風(fēng)機(jī)。第一種方案整體維護(hù)簡便且成本較低，但運行時需要消耗大量能源。這是因為送風(fēng)機(jī)額外多出的能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過再循環(huán)風(fēng)機(jī)正常能耗。通過排煙溫度的提高可以拉升壁溫，進(jìn)而優(yōu)化腐蝕問題，但也會提高排煙損失，無法滿足經(jīng)濟(jì)要求。

②采用暖風(fēng)器。暖風(fēng)設(shè)備可以有效交換熱能，通常采用翅片鋁設(shè)計。利用該設(shè)備能夠顯著增大預(yù)熱裝置入風(fēng)口溫度，保證內(nèi)部壁溫滿足要求。

3.6加強(qiáng)空預(yù)器吹灰和水洗工作，確保元件內(nèi)部受熱面清潔

吹灰處理時需要盡可能保證負(fù)荷參數(shù)，從而滿足受熱位置的壁溫要求。并且吹灰處理之前還需要排空存在的蒸汽硫水。處理過程中的蒸汽要保證過熱性能，防止?jié)裾羝谔幚黼A段流向設(shè)備內(nèi)部，加劇堵塞問題。此外，還應(yīng)當(dāng)確保設(shè)備吹灰質(zhì)量。使用的蒸汽各項性能指標(biāo)要滿足規(guī)定。吹灰處理要嚴(yán)格按照各班組一次的章程。期望受熱位置的清潔程度符合要求，還要搭建固定水洗系統(tǒng)。一旦換熱組件阻塞問題過度，就要借助化學(xué)高壓技術(shù)來有效處理，也就是通過化學(xué)方法處理掉換熱組件的污垢，并利用高壓水槍沖洗，最后進(jìn)行膜化處理。通過清洗步驟以后，會將組件附著的污垢清洗完成。但這種化學(xué)高壓處理技術(shù)，僅僅是暫時優(yōu)化阻塞問題，未能從根本上解決。因此，還需要采用其他的處理方案來配套進(jìn)行，降低積灰速率。經(jīng)由水洗操作的空預(yù)設(shè)備在保證脫水后要干燥處理，確保不會在投入使用后出現(xiàn)腐蝕問題。

3.7加強(qiáng)燃燒調(diào)整，保持適當(dāng)?shù)倪^量空氣系數(shù)，減少SO3的產(chǎn)生

因為煙氣中存在二氧化硫，會被空氣氧化為三氧化硫。這個過程需要外部環(huán)境中存在剩余空氣，而內(nèi)部溫度越高，三氧化硫生成比重便會越多。由此可見，必須要嚴(yán)格把控剩余空氣指標(biāo)，確保燃燒完全，防止雜質(zhì)生成。

4結(jié)束語

空預(yù)器堵塞給鍋爐安全穩(wěn)定運行帶來嚴(yán)重的威脅，也影響機(jī)組正常帶負(fù)荷。因此在運行中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視和調(diào)整。只有這樣才能夠使空預(yù)器不發(fā)生低溫腐蝕，減少堵灰，從而確保鍋爐空預(yù)器的安全運行。

參考文獻(xiàn)：

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