回轉式空氣預熱器堵塞的原因分析及預防

邊斌

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

關鍵詞：空氣預熱器;阻塞;水沖洗

1空預器堵灰的一般機理

三分倉模式的回轉式空氣預熱設備內部結構較為復雜，一般由三層傳熱組件組成，自上而下分別是高中低溫換熱元件。一旦機組啟動，空預器設備開始運行后，煙氣側的煙氣和一二次風側空氣就會相繼進入到設備內部進行換熱，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，由此便可以有效降低鍋爐內部排煙溫度，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。而這就會導致煙氣露點指標上升，增加腐蝕強度，同時由于水份大量聚合到換熱組件上，就會出現灰塵積聚問題。此外，灰塵中存在某些催化元素還會導致硫酸的形成，進一步加劇腐蝕問題。如果灰塵中摻入水份，就會導致灰塵變干以后的密度提升，在經由結燒后就會形成固化物，引起換熱元件的阻塞問題。

空預器設備受熱位置一旦出現灰塵積聚，就會阻礙傳熱性能，導致金屬位置的溫度無法滿足要求，也加大了腐蝕影響。如果設備的受熱位置阻塞過度，內部壓差將會增高，難以穩定流通煙氣。因一次風與送風的壓力較高，其風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，進一步加劇了空預器受熱面的粘污積灰。

對于空預設備來說，冷端換熱組件是發生阻塞問題最多的模塊，且常常伴有局部腐蝕問題。從而使得空氣設備正常工作時阻力參數提高。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電廠鍋爐空預器堵灰現象及原因分析

2.1堵灰現象

空預器裝置發生阻塞問題后最直觀的表現為：設備在運行中差壓進一步擴大，造成兩側排煙位置的溫度差異較大。出現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機做功，能源消耗提升。甚至出現引風機做功無法達到要求而處于過負荷狀態。不僅如此，設備堵塞后會降低煙氣的流通空間，加劇引風機振動幅度，嚴重損耗引風機工況。

2.2原因分析

（1）在系統實際運行時，選用的煤種和預期方案出現偏差。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量不足，大多數燃煤企業無法應用方案中的煤種，轉而使用質量較差的煤種，但這部分煤種各項參數均會超過預期方案標準，且發熱能力無法滿足要求。如果負荷相同，會導致燃煤量提高，而各項影響因素也會擴大，出現堵塞問題。

（2）換熱組件出現灰塵積聚問題。由于空預設備的換熱組件內部空間較小。會導致灰塵容易積壓在組件內部。同時該部分灰塵結構散亂，和煙氣流速密切相關。

（3）當鍋爐設備在啟停過程中使用助燃模塊，由于助燃元素無法完全燃燒會形成雜質附著在空預設備內部，構成油性黏著層。以致于換熱組件灰塵積聚問題進一步加大。一旦換熱組件出現了阻塞問題后，未能有效進行吹灰處理或處理質量不達標，就會進一步加大阻塞影響。

（4）空預設備吹灰結構在實際運行過程中由于疏水不完全、時間不充分、汽門內漏等因素會導致阻塞問題無法解決。

（5）鍋爐停止周期不足，空預設備沖洗不達標。在日常運行中會出現鍋爐在停止周期時沖洗質量未能滿足要求，以至于B側壓差顯著提高，且受熱位置仍有雜質未處理，再次投入使用后會加劇阻塞問題。

（6）波紋板出現形變問題，運行環境出現嚴重偏差。

（7）空預設備冷端溫度指標不能滿足運行條件。冷端出現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加強對空預器出、入口差壓的監視，發現異常及時采取措施

防止出現灰塵積聚問題需要在系統運行過程中重視空預裝置風量、氣體、差壓等指標，尤其在冬季中處于低溫運行狀態時。一旦發現空預設備的關鍵影響因素和標準參數出現較大偏差，就要及時調節，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。在機組停機檢修時要及時檢查空預器元件，尤其是冷端低溫換熱元件，發現元件波形板腐蝕、受損嚴重應及時更換，以保證空預器換熱元件能正常工作。

3.2選擇合適的煙氣流速

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

3.3加強燃煤含硫量的控制

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

3.4保證除霧器的工作正常

普遍使用的濕法脫硫技術會造成煙氣腐蝕能力上升。由此來說，不僅需要強化脫硫裝置的防腐性能，還需要確保除霧設備發揮應有作用。

3.5將受熱面壁溫提高到煙氣露點以上

①熱風再循環。期望有效提升壁溫，就應當提高煙氣和空氣溫度指標。借用預熱設備出風和送風位置的壓差進行再循環，或使用再循環風機。第一種方案整體維護簡便且成本較低，但運行時需要消耗大量能源。這是因為送風機額外多出的能耗遠遠超過再循環風機正常能耗。通過排煙溫度的提高可以拉升壁溫，進而優化腐蝕問題，但也會提高排煙損失，無法滿足經濟要求。

②采用暖風器。暖風設備可以有效交換熱能，通常采用翅片鋁設計。利用該設備能夠顯著增大預熱裝置入風口溫度，保證內部壁溫滿足要求。

3.6加強空預器吹灰和水洗工作，確保元件內部受熱面清潔

吹灰處理時需要盡可能保證負荷參數，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，防止濕蒸汽在處理階段流向設備內部，加劇堵塞問題。此外，還應當確保設備吹灰質量。使用的蒸汽各項性能指標要滿足規定。吹灰處理要嚴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。一旦換熱組件阻塞問題過度，就要借助化學高壓技術來有效處理，也就是通過化學方法處理掉換熱組件的污垢，并利用高壓水槍沖洗，最后進行膜化處理。通過清洗步驟以后，會將組件附著的污垢清洗完成。但這種化學高壓處理技術，僅僅是暫時優化阻塞問題，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行，降低積灰速率。經由水洗操作的空預設備在保證脫水后要干燥處理，確保不會在投入使用后出現腐蝕問題。

3.7加強燃燒調整，保持適當的過量空氣系數，減少SO3的產生

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境中存在剩余空氣，而內部溫度越高，三氧化硫生成比重便會越多。由此可見，必須要嚴格把控剩余空氣指標，確保燃燒完全，防止雜質生成。

4結束語

空預器堵塞給鍋爐安全穩定運行帶來嚴重的威脅，也影響機組正常帶負荷。因此在運行中應加強監視和調整。只有這樣才能夠使空預器不發生低溫腐蝕，減少堵灰，從而確保鍋爐空預器的安全運行。

參考文獻：

[1] 謝堅勇， 戴成峰， 應明良，等. 回轉式空氣預熱器堵灰原因分析及其預防措施[J]. 熱力發電， 2017， 036（006）：55-57.

[2] 趙志宏， 劉吉， 曾紅芳，等. 回轉式空氣預熱器堵塞原因分析及預防措施[J]. 內蒙古電力技術， 2015（02）：29-32+36.