空預器堵灰原因及在線高壓水沖洗探討

解曉輝（漳澤電力河津發電分公司,山西 河津 043300）

空預器堵灰原因及在線高壓水沖洗探討

解曉輝
（漳澤電力河津發電分公司,山西 河津 043300）

空預器是空氣預熱器的簡稱。空預器是利用鍋爐 、工業爐窯或者其他動力、金屬冶煉、化工等裝置排煙提供的熱量用于預熱燃燒的換熱器。它的作用是降低鍋爐等設備的排煙溫度、提高熱的利用率以及提高用于燃燒用的空氣溫度。由于空預器裝配在灰塵較多的地方而親在使用中的不得當會空預器的堵灰，為了保證其正常工作，研究空預器堵灰原因以及其解決方法是有必要的。

空預器；現象分析；原因分析；高壓在線水洗

1 空預器堵灰的分析

1.1 現象分析

要對運行中的空預器堵灰問題進行現象分析，就必須對其在理論上的表現特征有一定的了解。在處于設計值邊界的條件下，風兩次經過空預器時，提高的溫度均小于設計值以及煙氣兩次經過空預器時，降低的溫度均大于設計值，這是其理論特征。在運行時，其表現為兩次分壓和爐膛壓力出現擺動現象而且擺動的幅度逐漸增大以及呈現周期性變化，這表明空預器出現局部阻塞，其原因是阻塞部分轉移到二次風口是，二次風壓開始下降，爐膛壓力也會隨著下降，為了達到二次風壓的設計值，風機入口的擋板一定要開打用來適應二次風壓的下降。阻塞部分轉過去后，爐膛的壓力也會升高，因為風量的大小呈現規律變化所以爐膛壓力呈現周期變化。

1.2 原因分析

燃燒時產生的硫過多。近些年，煤的來源較多，用于鍋爐燃燒的煤會不符合原設定的煤種。根據研究調查，空預器壓力升高的主要原因是在短時間里集中燃燒含硫元素較高的煤，由于硫元素的含量高，當空預器冷端壁面的溫度小于等于煙氣溫度時，硫酸蒸汽就會在成波形板的受熱面上凝結，煙氣中的會在換熱元件的表面逐漸積累，壓力差升高，造成空預器堵灰。

用于吹灰的蒸汽帶水。空氣預熱器的吹灰是以疏水閥的溫度為依據自動進行的，程序設計用于吹灰的蒸汽不應該帶水，但是在實際運用中發現，吹灰器的位置會有會有很多水汽冒出，很明顯吹灰前的疏水過程進行的不夠徹底，致使吹灰的蒸汽含水量比較多，這樣空預器會出現結灰現象，灰的堆積就會形成空預器堵灰。

脫銷系統的影響。由于SCR系統反應產物為N2和水，在一定程度上增加了煙氣的含水量。同時為了滿足環保的要求，有時會造成噴入氨氣過量的現象，而過量的氨氣與SO3反應，生成硫酸氨及硫酸氫氨，其具有黏附性的物理性質，造成了空預器堵灰。

2 空預器在線水沖洗探討

2.1 在線高壓水沖洗的背景

在2008年4月檢修期間，岱海發電有限責很公司對功率為600MW鍋爐的空預器離線高壓水沖洗以后，空氣預熱器的煙氣側的壓力差不斷升高 ，致使堵灰問題十分嚴重，給鍋爐的安全工作帶來了很大的阻礙，同時增加了引風機的出力，致使對廠用電控制出現偏差。通過研究調查，國外的電廠已經使用在線高壓水沖洗對大型鍋爐中運行的空預器兩側進行沖洗。通過對這種方法的進一步研究，與2009年進行了在線高壓水沖洗實驗，并且取得了顯著的效果。

2.2 實施高壓在線水沖洗的過程

在空預器運行中實施高壓在下水沖洗首先要考慮對水量和水壓的控制、沖洗下來的灰污的排放以及槍管的推進和支撐等問題。因為空氣預熱器為煙氣和兩次風進行換熱，水量過多會實收熱量降低一、二次風的溫度降低，無法滿足其他系統的正常工作，除此外吸收熱量的水會蒸發，是吹灰蒸汽中含水量增加，這樣更加容易造成空預器堵灰。其次，水量越多對水泵的功率要求就越大，這樣會打不到對沖水壓力的要求。通過多次試驗，最后決定要槍頭噴嘴說兩為兩個，并且噴嘴的直徑為2毫米，控制壓力為35MPa，水量為每小時3噸。

出水量控制水壓的控制也是非常關鍵的，如果水壓過低，水流在還沒有接觸到換熱工件，就會被熱氣蒸干，打不到沖洗作用；如果水壓過高，對用于沖洗的水槍的材料以及其設計規格就會提高，會打來很多不必要的浪費，不僅如此，水壓過高也可能造成空預器的損壞。所以經過在實際工作的工作經驗總結，將水壓規定為35MPa。

沖洗后會有大量的累計的灰垢脫落，如果排放不干凈的話，會造成空氣預熱器的煙氣食物灰斗阻塞，所以在進行在線高壓水沖洗是，要先對灰斗進行清理，并且在灰斗排污管的彎頭處接入沖洗水管這樣就可以解決這一問題。沖洗后大部分灰垢會隨煙氣進入電除塵器被清理干凈。

因為在沖洗前沖洗槍是臨時架設的，空預器的內部是沒有任何支撐的，空預器外部支點需要承受的壓力比較大，所以在實際應用中會采用“吊架和空預外殼”對導軌進行固定，進而保證槍管的水平位置以及穩定性。

實施在線高壓水沖洗時，其主要是在空預器側面以及轉子下方打孔、在槍管上進行等距離刻度標記，根據槍頭伸入空預器的深度調整槍管移動的速度以及關注一、二次風溫，若出現異常立刻終止沖洗。

2.3 高壓水沖洗的經驗

現今國內很多電廠用戶認為換熱元件的水沖洗都是在離線時候或是隔離空預器在部分的負荷下進行的，這樣會致使不必要的停電或者發出的電量減少，很少用戶會食用在線高壓水沖洗，他們存在的顧慮有下面幾種：

在線高壓水洗是否會對轉子造成影響？

應用于空氣預熱器的在線高壓水洗是高壓、低流量的，在數值上遠遠小于離線低壓水洗，很明顯就可以發現，對于轉子發證熱疲勞的解鎖時非常小的。并且只有GGΗ才應用在線高壓水沖洗，而且典型的GGΗ空預器熱端溫度在100～115攝氏度之間，而在線高壓水沖洗的過程中是在其冷、熱兩端同時進行的，現今為止，沒有跡象表明它的轉子在這個不斷重復的的高壓水沖洗的過程中發生嚴重的損壞，因為在過程很小以至于空預器的轉子不會出現非常明顯的熱變形和焊縫的斷裂。

應用在線高壓水沖洗是否會縮短元件壽命？

很多廠家懷疑使用在線高壓水沖洗會縮短換熱元件的壽命，但是至今為止還沒有實例證明這一觀點成立。質量高的鍍搪瓷換熱元件有十分好的粘附率和邊緣的覆蓋率，這個性能對于多次重復的高壓水沖洗具有恒強的抵抗能力。實際上，有的電廠熱端的換熱元件的積累腐蝕是多次重復高壓水沖洗的主要結果之一。但是，因為高壓水沖洗的頻次決定著換熱元件的壽命，這樣可以預期的冷、熱兩端換熱元件有可能會因為在線高壓水沖洗縮短其壽命。

怎樣在在線狀態下除去換熱元件清洗下的灰垢？

在應用高壓水沖洗的時候，在與空氣的最下方設計加上灰垢排放系統是由其必要性的，這樣就可以將水沖洗后的灰垢徹底的排放出去，也可以在煙氣管道下方放置一個以平衡裝置呈現的、在負壓下工作的系統，而且要應用其他的沖洗設備，防止這個系統在任何時間里的堵灰。排放系統管道尺寸要盡可能適應離線高壓水沖洗，所有用于沖洗的水必須與灰垢一起通過這個系統排出去。

3 結語

空氣預熱器的冷端由鋼材材質換為鍍搪瓷材質，這樣在應用在線高壓水沖洗時，可以更好地解決當下國內電廠的空預器堵灰問題，岱海發電廠換用鍍搪瓷的換熱元件來證明，這樣材料的換熱元件對空預器堵灰問題具有一定的預防作用。在線高壓水沖洗對于電廠發電的負荷不具有任何影響并且其作用效果與離線高壓水沖洗相差無幾。除此以外，在線高壓水沖洗在應用中，至今沒有發現對電除塵器的正常工作有任何影響。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.222