回轉式空氣預熱器堵灰的原因分析及預防措施

陳學明

摘 要：回轉式空氣預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雜，通過對回轉式空氣預熱器堵灰形成的機理進行分析，探究了堵灰形成的具體原因，結合空氣預熱器工作的實際情況，分析了空氣預熱器堵灰的具體預防措施。

關鍵詞：回轉式;空氣預熱器;堵灰;預防措施

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

一、堵灰形成的機理分析

空氣預熱器的堵灰，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，然后再發生復雜的化學反應，最終會在金屬壁中形成硬質的灰層，造成空氣預熱器的管壁堵灰。如果煙氣中SO3的濃度達到了5 ug/ L以上時，在遇到水蒸氣時，就會具有很強的腐蝕性，煙氣中的灰粒與腐蝕液融合在一起，就會在受熱面與硫酸結合形成硬質的酸性灰層，這樣就能粘附更多的灰粒，造成更大的堵灰現象。

其次，回轉式空氣預熱器的內部結構對產生堵灰情況直接密切相關，在空氣預熱器中轉子的傳熱元件呈現出緊密排列的現象，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到500平方以上，在煙氣中如有一些吸附能力較強的微小灰粒，就能夠在這個大面積的范圍內沉積，而且要比鍋爐的其他部分沉積大很多，特別是在空氣預熱器的內部管壁密度高的元件受熱而產生腐蝕時，將會進一步導致傳熱元件的吸附能力進一步增加，這樣也會導致空氣預熱器的邊界層流通阻力增加，進而也進一步地造成空氣預熱器內部堵灰的情況，導致邊界層的腐蝕也在不斷地增加，進而容易發生灰分吸附的現象，給空氣預熱器造成危害。

二、回轉式空氣預熱器堵灰的預防措施

（一）提高空氣預熱器的金屬溫度

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

（二）高能燃氣脈沖吹灰的方法

在空氣預熱器中的空氣和燃氣在一特殊的容器中混合，在經過點火后，就會產生爆炸，使得空氣預熱器內的氣體體積發生急劇地膨脹，進而能夠形成高溫、高壓的爆炸性氣體，進而在罐體內加速流動，形成激波，進而會在罐體內蓄集起極高的能量，在高溫氣體噴出時，就會有很大的動能、熱能與聲能進入到空預器內，作用在積灰上，使得積灰脫落，而被煙氣帶出空氣預熱器外。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，同時還適合粘結性積灰、結焦和堵灰的清除與處理，在具體的應用中十分有效。

（三）加強密封，減少漏風

因為空氣預熱器內的堵灰與漏風是相互作用、相互加強的，對空氣預熱器進行及時吹灰就能夠減少空氣預熱器的漏風，這時，如果采用效率更高的密封裝置與運行技術來減小空氣預熱器的漏風量，在鍋爐啟動后，及時在空氣預熱器中投入預盤車裝置，能夠有效減少空氣中酸性物質的凝結，進而能夠減輕空預器的“蘑菇形”變形，提高空氣預熱器的密封效果，減少漏風影響。

（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進行混合凝結，進而能夠與空氣中的灰粒結合，容易凝結在空氣預熱器的內部管壁中。

1.加強吹灰過程疏水

為減少空氣預熱器的內部灰粒，對其內部的受熱面元件進行吹灰也是防止空氣預熱器堵灰的重要手段，但是將蒸汽作為吹灰介質，在整個管道系統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，在對其進行吹灰時，需要對管道進行適當的預熱處理，并保證管道內原有的凝結水都已經排除，保證管道內部的干燥，避免在吹灰的過程中，導致水蒸氣進入空氣預熱器中，使得煙氣中的水分含量過大，吸附煙氣中的灰粒，導致空氣預熱器的堵灰。

2.改造吹灰汽源

由于回轉式空氣預熱器的輸汽管路過長等原因，如果在低溫或者低負荷的狀態運行時，或者在吹灰時的汽溫偏低，或者水蒸氣的熱度不夠高，就會有大量的水蒸氣噴出，這樣容易造成水蒸氣的含量過高。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，同時也使得吹灰過程中的水分減少，而且也能夠達到節能的效果。同時，通過減少空氣預熱器的入口冷空氣中的水分含量，定期對鍋爐進行排污擴容，這樣就能夠對空氣預熱器內的空氣水分含量進行控制，減少灰粒中的酸性物質與水蒸氣結合的情況，在對與空氣預熱器中的堵灰進行預防時，還需要加強對低溫受熱面的吹灰，減少管道金屬壁的硫酸蒸汽的凝聚，降低結灰變硬的情況。

三、結語

回轉式空氣預熱器堵灰產生的機理比較復雜，而且影響因素也比較多，對鍋爐的危害也比較大，在對空氣預熱器的堵灰進行清理時，需要針對具體的情況，選擇合理的預防措施，并布置足夠的吹灰裝置，及時對空氣預熱器內的灰粒進行清除，才能保證回轉式空氣預熱器的清潔與干燥。

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