浅谈 空预器堵塞原因及改善措施

计敏焜 赵庆东 江波 陈烨

摘要：某燃煤电厂660MW机组已实施氮氧化物超低排放改造，机组长时间运行后空预器堵塞较为严重，造成空预器进出口差压增大，引起风机耗电增加、喘振失速等问题，严重影响机组的安全经济运行。本文对空预器堵塞原因进行分析，通过多种改善措施对其做以管理，希望能为相关人士提供有效参考。

关键词：空预器；堵塞；原因；分析；

一、空气预热器的结构及原理

我厂采用的是哈尔滨锅炉厂预热器有限责任公司生产的三分仓回转式空气预热器，型号为：32-VI(T)-1850(2000)-QMR。它是由转动的圆筒型转子和固定外壳组成。转子是受热面，它被分为许多仓格，里面装有蓄热板，扇形顶和底板将转子分为烟气通道和空气通道。当受热处于烟气侧时，蓄热板吸收烟气热量，并将热量积蓄起来，等到转至空气侧时，蓄热板再把储存的热量放给空气，自身温度降低。受热面不断旋转，热量便不断从烟气传给空气，空气得到加温，烟气得到冷却，这就是回转式空气预热器的工作原理。

二、空预器堵塞情况

通常情况下，在机组投入使用后，机组当中空预器的蓄热原件会由于各种因素出现堵塞情况，并还有可能在检修不到一年的时间内出现差压值大幅上升的情况。也正是由于差压升高，会导致排烟温度持续上升，从而空预器的出风口的风温会随之下降。如此一来，不仅会使风机耗电量持续增长，还会对空预器及风机的安全运行带来隐患。

机组大修期间，检修人员将空预器进行拆卸后，发现在空预器的冷锻以及中间层的蓄热元件中会出现严重的堵塞情况，堵塞情况使之前的一系列不正常情况显得有因可循。除了有严重的堵塞情况外，在接近冷端的下部分区域还会出现明显的结垢现象，并且这些结构必须用钢丝刷，使劲清洗才能将其清除。从这两种不正常现象中我们可以发现，空预器的接口层主要在蓄热原件冷端方向的300毫米以及中间层底部接近冷端侧面区域的200毫米高度范围中结垢严重。除了这两个区域，其他部分主要为积灰。并且在底部出现结垢后，很容易导致积灰堵塞现象的发生。

三、堵塞原因分析

针对机组投入使用后，多次出现空预器堵塞的现象进行了分析，现将堵塞原因归类为以下几点：

1、发电机组在启停时容易致使空预器堵塞

在发电机组启停过程中，由于机组的排烟温度较低，烟气中包含的水分与硫酸蒸气会在低温的环境下出现凝露的现象。凝露现象会导致烟气中产生的大量灰尘黏附在蓄热原件的表面区域，从而形成积灰状况。另外，在锅炉进行点火的过程中，由于炉膛燃烧区域的温度较低，会使烟气中中包含着大量的未充分燃烧煤粉，这样就会造成煤粉在零件中的反复堆积，从而形成恶性循环。针对上述情况，为了能够有效的降低附着量为了避免煤粉在蓄热元件区域内进行聚集，空预器就需要实施连续的吹灰运行作业，保证在机组启停过程中不会被灰尘粘附。

2、锅炉中入炉煤的硫分较高，导致空预器堵塞

锅炉中所燃烧的煤含有大量的硫成分，含硫量高就会导致硫酸氢氨的生成，这是导致设备积灰的主要原因之一。通常来说，入炉煤的硫分和空预器冷端区域的酸露点往往呈现着正相关的态势，也正是因为如此，当排烟温度小于酸露点时，就会出现空预器冷端出的蓄热元件会积灰，或者产生低温腐蚀现象，无论是哪一种现象，都会对空预器的正常运行带来不良影响。

3、作业环境温度较低

在机组正常运行的情况下，如果作业环境出现温度过低的不良情况。哪怕工作人员借助热风再循环和暖风器系统的联合加热，也很难能够满足排烟温度高于酸露点的标准。一旦没有达到符合规定的标准，那么就会出现堵灰和低温腐蚀的不良现象。

4、脱硝系统导致空预器冷端出现积灰状况

在脱硝系统投入运行后，空预器的冷端蓄热元件区域很容易会发生硫酸氢氨凝结的现象。这种现象也会导致空预器发生堵塞。尤其是在低温的环境或者在机组低负荷运行状态下，会比平常更容易造成凝结现象。与此同时，在环境温度较低的情况下，锅炉的排烟温度也会随之处于较低值，两边的温度都处在较低值的状况下，就会导致冷端区域的蓄热元件发生凝结情况，一旦蓄热元件表面有硫酸氢氨凝结，就会造成堵塞的现象。

5、省煤器的灰斗区域存在下灰不畅的情况

省煤器的灰斗如果在运行过程中处于下灰补偿的状态，大颗粒的灰尘就会直接进入到空预器的内部。一旦在空预器内部有了大量的灰尘，就一定会导致空预器在运行过程中发生堵塞的情况。

四、改善措施

针对造成空预器堵塞的上述原因，运行人员根据实地调查及研究，提出了以下改善措施：

首先，脱硝系统在空预器前控制脱硝系统的喷氨量，提高自动调节性能，减少逃逸氨量，抑制硫酸氢氨结晶体的生成。这样不仅可以从源头上稍微控制空预器堵塞，还能提高空预器在使用中的性能。从而保证机组相关设备能够更加安全的进行经济运行。

其次，提高空预器吹灰蒸汽温度及压力，优化吹灰时间及吹灰部位。正常运行时，原空预器吹灰气源来自于辅汽联箱，现新增一路来自低温再热蒸汽的气源，这样就可以有效的防止在低负荷情况下由于辅汽联箱蒸汽参数过低而达不到有效的吹灰效果。这样就可以在人为可操控范围内阻挡大粒灰尘的进入，避免由于灰尘的粘连影响空预器的使用。

此外，由于硫酸氢氨的露点温度为147℃，在150~200℃范围内，硫酸氢氨多以液体形式存，具有极强的吸附性。空预器冷端低于150℃时，液态硫酸氢氨容易吸附在空预器冷端蓄热元件的表面，沾黏烟气中大量灰尘，增加烟道流通阻力，导致空预器堵塞。针对这种情况，可以定期进行试验，通过人为降低堵塞空预器侧的送风机出力，减少该侧进入空预器的冷却风量，使该侧空预器的排烟温度升高并高于150℃，让硫酸氢氨结晶在高温下分解，并随烟气排出，以此来达到降低差压、减轻堵塞的目的。

最后，还可以对入炉煤硫份进行严格的控制，在工作环境温度小于10摄氏度时，要根据严格的标准，确保入炉煤硫份不高于一定数值。并且在这个同时，如果出现了硫分含量超出标准值，检验人员需要在第一时间通知运行人员，要求运行人员通过操作调整，从而促使锅炉的排烟温度上升，保证炉煤硫份的正常使用量。

五、运行效果

在采取上述改善措施后，我们不难发现，空气器在进行堵塞治理后，使用性能会比原来提高很多。并且机组运行一年后，空预器满负荷压差为1.7千帕，比原来机组经过堵塞检修前提升了许多。并且经过检修后，锅炉周围温度在使用状态中也得到了很好的提升。这些类似的现象都可以证明相关企业在使用上述改善措施后，空预器的堵塞问题得到了较为明显的改善。这样一来，就能在一定程度上确保机组运行的经济性和相关设备的安全。

六、总结

总而言之，在空预器中最常见的堵塞现象为堵灰和低温腐蚀。这两种现象同时也是在该生产领域内最常见的空预器使用问题。为了能够更好的解决空预器堵塞问题，运行人员根据实例中的问题进行分析检验，对空气预热器的堵塞情况进行了初步分析和了解，并在了解相关情况后，对堵塞原因进行了全面分析，再由分析得到了一些相关的改善措施。经验证使用改善措施后的机组在运行过程中都取到了良好的效果，并改善了一系列的空预器堵塞问题。同时我们也呼吁相关企业尽快加入到改善措施中来，让企业的经济效益得到更好的保障。

参考文献：

[1]宋光辉.空预器堵塞原因分析及预防措施[J] .装备制造技术,2015( 10) :125 ~ 127.

2]刘丽梅，高明，邱振波,等管式空气预热器腐蚀原因分析及预防措施们热力发电,2012,41(9):121 ~ 123

B]樊永安.空预器堵塞原因分析及预防措施[J].工程技术:引文版, 2016(4):6.