空預器堵灰預防及處理

武虎坡

（神華國華定洲電廠，河北 定州 073000）

1 設備概述

國華定洲電廠＃1機組容量600MW，鍋爐為上海鍋爐廠制造，型號為SG-2008/17.47-M903型，單爐膛四角切向燃燒，設計煤種為神府東勝低硫煤。配置兩臺32VI(T)500-1880M型三分倉受熱面旋轉容克式空氣預熱器。該空氣預熱器蓄熱元件三層布置，熱端層高為814mm，厚0.6mm，碳鋼；中間層高為814mm，厚0.6mm，碳鋼；冷端層高為高305mm，厚1.0mm，考登鋼。工質流向：煙氣向下、空氣向上；旋轉方向：煙氣→一次風→二次風。

2009年12月下旬1號機組兩臺空預器發生堵灰，其中1號空預器堵灰較2號空預器嚴重。空預器堵灰導致一二次風壓力大幅度擺動：一次風側差壓擺動幅度在0.5 kPa左右，二次風側差壓擺動幅度在0.8kPa左右，且一、二次風側差壓最小在0.8kPa以上，超過正常運行0.8 kPa的控制范圍（見圖1、圖2）。一二次風壓的擺動導致爐膛負荷負壓大幅度擺動，幅度范圍－260～+400Pa.堵灰后期因負壓擺動幅度明顯增大，自動調整不能滿足要求，風機動靜葉全部解為手動調整，脫硫旁路關閉，檔板爐膛負壓在+200～-400 Pa之間擺動。機組TF方式運行，手動增減負荷。

圖1 1號空預器一二次風差壓擺動

2010年2月利用河北南網負荷較低網調要求，機組停備期間對空預器進行了檢查處理（處理手段是利用高壓水對受熱面進行沖洗，這也是目前處理空預器嚴重堵灰的有效手段）。蓄熱元件堵灰情況見圖3、圖4。

圖2 2號空預器一二次風差壓擺動

圖3 蓄熱元件堵灰情況

圖4 蓄熱元件堵灰情況

2 空預器堵灰的機理

堵灰可分為物理性積灰和粘性積灰。物理性積灰是指煙氣通過空預器時浮掛在蓄熱元件波紋板的積灰，質地松軟，通過定期吹灰就可以吹落；粘性積灰是由于煙氣中的硫酸蒸汽和水蒸氣在低溫受熱面上凝結，對低溫受熱面產生腐蝕，煙氣中的飛灰黏附在潮濕的受熱面上，形成低溫黏結性積灰，此外，腐蝕使得受熱表面粗糙不平，也容易摻燒積灰，這種積灰會引起流通阻力迅速不斷的增加，直到流通部分完全堵塞為止。由于此類積灰主要發生在空預器冷端，因此預防粘性積灰主要是預防空預器轉子的冷端低溫腐蝕。

低溫腐蝕的機理：燃料中硫分在燃燒過程中生成S02，其中一小部分S02（約0.5%～5%）會進一步氧化生成S03，S03與煙氣中的水蒸氣形成硫酸蒸汽，當受熱面壁溫低于硫酸蒸汽露點時，硫酸蒸汽便會凝結在受熱面上，對金屬產生強烈的腐蝕。

影響低溫腐蝕的因素主要有：受熱面壁溫即空預器冷端進口溫度、煙氣露點。煙氣露點越低，冷端溫度越高，則越不易發生低溫腐蝕。

3 發生此次空預器堵灰的原因分析

（1）由于北方地區氣溫大幅降溫：在3～4天的時間內環境溫度下降近15℃，最低時降至-10℃左右，環境溫度驟降，且風機暖風器投入不及時，導致空預器排煙溫度較低，換熱波紋板結露現象發生，引起空預器堵灰。

（2）由于前期空預器吹灰時壓力較低導致吹灰效果不佳。脫硫GGH吹灰用汽從空預器吹灰蒸汽管道上取汽。空預吹灰與GGH吹灰共同用汽，而且吹灰蒸汽壓力降至1.4MPa左右，壓力較低，并且在運行中長采用單吹的方式，不能達到對空預器的正常吹灰效果。

（3）由于當時河北南網安排機組停運或檢修機組較多，導致運行機組長期帶大負荷，尤其是電煤供應充足的國華電廠，長期大負荷運行加劇了空預器堵灰。

（4）煤質較差，煙氣內含灰量增加，加劇了空預器堵灰。（1號機組帶600MW負荷運行時總煤量達到260～270 t/h）

4 空預器堵灰的控制和預防

減輕空預器堵灰，控制導致堵灰的主要因素：①控制入爐煤灰份，在不能控制入廠煤的灰分前提下，通過合理配煤，盡量減少入爐煤煤質大幅度波動；②檢查省煤器灰斗除灰情況，以及倉泵運行狀況，減少大顆粒粉煤灰進入尾部煙道；③選擇合適的蓄熱元件波形板，尤其是冷端元件，最大程度地增加流通面積并減少積灰。

空預器器運行時加強對其運行維護，通過監視其一二次風側出入口壓差、送、引、一次風機電流及風機動靜葉開度以及空預器出口氧量變化，來判斷空預器堵灰情況。空預器一、二風側出入口壓差增大或大幅度擺動，各風機電流增大或擺動，說明空預器堵灰已經較為嚴重，應及時進行空預器連續吹灰。

正常情況下空預器的吹灰效果對積灰有較大地影響：實踐證明合理地吹灰頻次和合適的吹灰參數（包括吹灰壓力和蒸汽溫度）能夠有效抑制受熱面（指蓄熱元件）積灰。但必須指出就地設備及運行軟件應能保證吹灰系統疏水正常，要求疏水溫度達到300℃及以上，也就是蒸汽過熱度要保證，因為如果蒸氣疏水不徹底，不僅能加重空預器積灰還有可能加速蓄熱元件的腐蝕。提高空預器空氣入口溫度：根據環境溫度和入爐煤硫分變化情況及時投入風機暖風器，提高送風溫度，避免因煙氣露點較低摻燒低溫腐蝕；合理調整空預器扇形板位置，最大程度減少空預器漏風。

5 在空預器發生嚴重堵灰時運行應采取措施

（1）空預器保持連續吹灰，定期檢查吹灰壓力，保證吹灰壓力達到運行要求。

（2）機組負荷400MW以下時聯系脫硫值班員，關閉空預器吹灰至脫硫手動門，停止GGH吹灰，以提高空預器吹灰壓力。

（3）應根據堵灰程度在升降負荷時將風機調節方式設為全手動狀態。

（4）控制升降負荷速率，以減小對負壓的影響。

（5）升降負荷時調整送風量時應根據風粉比例，并參考氧量變化，增減風量時注意負壓變化趨勢。

（6）調節一次風壓時應注意兩臺一次風機運行情況，防止發生搶風；在啟停磨煤機過程中應加強一次風機運行參數監視。

（7）機組負荷500MW及以上時兩臺空預器一次風側及二次風側差壓應小于1.5 kPa，超過1.5 kPa時應降低機組負荷，負荷降低幅度以控制差壓在1.5 kPa內為依據。

（8）當發生輔機設備故障或跳閘時值班員應加強爐膛負壓的監視和調整。