淺談鍋爐空預熱器堵灰原因及對策

摘 要：本文重點介紹了空氣預熱器堵灰的危害，針對北方某電廠鍋爐空氣預熱器堵灰情況，分析造成空氣預熱器堵灰的主要原因，并采取針對性的處理措施，有效解決了空預器堵灰問題，保證了鍋爐和機組的安全、穩定、經濟運行。

關鍵詞：熱電聯產機組；鍋爐預熱器；堵灰

空氣預熱器是現代鍋爐的重要組成部分，是利用煙氣的熱量來加熱燃燒所需空氣的熱交換設備。空氣預熱器裝在鍋爐垂直對流煙道的尾部，它的主要作用是降低可以降低排煙溫度，減少排煙損失，提高鍋爐效率。如果空氣預熱器堵灰將嚴重影響其正常運行，進而影響機組的安全、經濟運行。因此有效預防空預器堵灰是非常重要的。

1、鍋爐空預熱器堵灰原因分析

1.1空預器冷端壁面溫度偏低

鍋爐正常運行時，鍋爐采用設計煤種，空預器冷端壁溫在各種負荷下會比煙氣露點高10℃，如果鍋爐燃燒所需要的空氣經過送風機送往空預器，則受熱面就不會發生低溫腐蝕。但是中國北方冬季氣溫較低，空預器冷端溫度不僅低于硫酸蒸汽露點，而且低于煙氣中水蒸氣的露點，導致大量的水蒸氣及稀硫酸液凝結，如遇到煙氣匯總的大量灰分，就會使得灰分沉淀在表面，使得與水和酸液其化學反應，從而硬結，將空預器堵住。影響鍋爐正常運行。

1.2煙氣中含有逃逸的氨氣

鍋爐在設計的時候硝系統氨區與SCR反應區距離較遠，氨氣伴熱管管路太長，伴熱效果不佳，SCR反應區表計管道經常堵塞，導致SCR反應器氨氣流量、混合器進口管道氨氣壓力及溫度不準，煙氣中氨的含量過高。當氨氣的濃度達到一定的數值時，會與空預器中的SO3發生反應，形成硫酸氫銨或硫酸銨，這是一種質地粘稠并且吸附性和腐蝕性都很強的物質。當溫度繼續升高時，會變成固態物質，吸附性也隨之增強，極易在空余去的換熱元件表面堆積，并且吸附煙氣中的飛灰，從而使得空預器處積灰堵塞。

1.3空預器吹灰器疏水門設計不完善

空預器吹灰器疏水電動門在程控投入時會自動打開疏水，當疏水溫度達到一定值（ 開關量） 時自動關閉；程控結束時，自動打開疏水。由于空預器蒸汽吹灰管路較長，吹脫硝系統、爐膛及煙道的時間相對比較長，在此期間，空預器蒸汽吹灰管路會存在積水，可能進入空預器煙氣側的冷端。分散控制系統（ DCS） 上沒有顯示空預器吹灰疏水的壓力和溫度，疏水電動門是全開和全關型，不是氣動調節型。由于環境溫度偏低、空預器吹灰疏水不徹底，過量逃逸的氨在空預器冷端形成了高黏性的硫酸氫銨，加劇了冷端積灰，最終導致空預器堵塞。

1.4煙氣中含有水蒸氣及二氧化硫

燃料燃燒后煙氣中含有大量水蒸氣，煙氣中水蒸氣的溫度一般在30-60攝氏度，當燃料中水分不充足的時候，空預器低溫受熱面不會出現結露現象。如果燃燒過程中燃料的硫分含量偏高，就會在燃燒時生成SO2及SO3，SO3與煙氣中的水蒸氣形成硫酸蒸汽，這種蒸汽很容易結露，大量的硫酸蒸汽會在空預器表面凝結，進而嚴重腐蝕空預器表面，隨后經腐蝕的空預器會引起積灰的形成，嚴重的將引起空預器堵塞。

2、鍋爐空預熱器堵灰對策

2.1控制SO3生成量

控制轉化為SO3的量，應將煙氣中（O2）控制在較低的水平，即燃燒中的過量空氣系數較小，增加爐膛里的還原性氣氛，減少NOx的生成量；但不能過分減小（O2），以避免化學不完全燃燒損失增大。使用WO3助催化劑，這種助催化劑可提高催化劑的酸度、熱穩定性和力學性能；另加入WO3可在保持催化劑活性的基礎上盡可能減少對SO2的催化氧化作用，以降低SO2轉化為So3的轉化率。通過低硫煤的摻混燃燒，向爐膛內噴入Ca、Mg等也可減少SO2的生成量。盡量少摻燒高硫分的燃煤，多燒低硫分的燃煤，控制硫分的源頭。

2.2控制氨逃逸率

加強脫硝裝置維護力度。SCR反應器的入口煙道內NOX分布的均勻性和噴氨格柵每個噴嘴流速均勻性是影響脫硝率和控制副反應發生的決定性因素。在停爐檢修期間，要仔細檢查煙道導流板及注氨噴嘴是否正常。若煙道導流板發生故障會使SCR入口區域的NOX分布不均勻；若噴射系統發生故障，會導致NH3與煙氣混合不充分，NOX脫除率下降，氨逃逸率增加。在機組長時間運行的條件下，煙道壁、噴氨格柵上方煙道內鋼支架以及導流板逐步積灰形成一定厚度后成片掉落，從而堵塞正下方的噴嘴。檢修過程中發現：部分注氨噴嘴在長時間運行中發生了堵塞，造成進入噴氨格柵的NH3分配不均勻，從而氨逃逸率增大。

2.3加裝吹灰蒸汽溫度計，吹灰疏水門改型

如果鍋爐存在疏水門設計不良的情況，可以利用夏季鍋爐機組檢修期間，在空預器吹灰器進汽前管道上安裝壓力表和溫度計。空預器吹灰疏水門由開關型改為調節型，吹灰疏水溫度通過疏水調門自動調節，保證空預器吹灰疏水溫度≥250 ℃。空預器吹灰時，當疏水溫度≤235 ℃時，疏水調門應保持一定的開度進行自動調節，保證吹灰蒸汽溫度在300℃以上，使吹灰蒸汽保持一定的過熱度，防止吹灰管道內的積水進入空預器。

3、結語

本文通過對空預器堵灰和結垢原因進行了分析，了解到空預器的積灰和腐蝕是兩個同時發生并且相互促進的過程，在大型熱電聯產機組中經常發生，要想徹底解決這個問題，不僅需要在生產中進行經驗積累及設備的改良，同時也需要對堵灰做出應對措施，保證鍋爐機組在運行過程中的安全性和可靠性，從而保證整個熱電機組的安全運行。

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作者簡介：

于曉芬（1971-）女，漢族，畢業于東北電力大學， 熱能動力專業，本科學歷，助理工程師，主要從事熱力系統質量監督工作。