淺談管式空氣預(yù)熱器堵塞的原因及處理措施

1、 淺析管式空氣預(yù)熱器堵塞的原因及處理措施張茂珍（大唐八0三發(fā)電廠，甘肅嘉峪關(guān)，056021）摘 要：空氣預(yù)熱器作為吸收鍋爐燃燒所產(chǎn)生煙氣余熱的主要設(shè)備，它的堵塞對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著嚴(yán)重影響，但又不可避免。本文結(jié)合大唐八0三發(fā)電廠5 號(hào)爐在2011年4月份和8月份進(jìn)行的兩次小修工作 ，分析了管式空氣預(yù)熱器堵塞的原因以及對(duì)鍋爐燃燒效率和經(jīng)濟(jì)性的影響，并根據(jù)具體原因確定解決方案。關(guān) 鍵 字：空氣預(yù)熱器 堵塞 排煙溫度0 引言 空氣預(yù)熱器是利用煤粉燃燒后產(chǎn)生煙氣的余熱來加熱燃燒所需空氣的熱交換設(shè)備 ,它安裝在鍋爐垂直對(duì)流煙道的尾部 ,是整個(gè)鍋爐機(jī)組中金屬溫度最低的受熱面 ,也是鍋爐沿?zé)煔饬鞒痰淖詈笠粋€(gè)受

2、熱面，是鍋爐的重要組成部分。 1設(shè)備概況大唐八0三發(fā)電廠5號(hào)爐由濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司制造，其型號(hào)為YG260/9.8-M3型，空氣預(yù)熱器采用立式鋼管結(jié)構(gòu) ,分為上、中、下三個(gè)管箱，從下至上分別為一級(jí)預(yù)熱器、二級(jí)預(yù)熱器、三級(jí)預(yù)熱器。整個(gè)預(yù)熱器前后側(cè)各由六個(gè)立方體，三個(gè)轉(zhuǎn)折通道組成，其中二級(jí)預(yù)熱器空氣側(cè)分上下兩部分。其工作原理是經(jīng)過爐膛燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠陬A(yù)熱器管內(nèi)縱向流動(dòng) ，需加熱的空氣從管間空間橫向繞流過管子 ，在兩者成交叉流動(dòng)過程中，煙氣和空氣完成熱交換后 ，再把加熱過后的空氣通過熱風(fēng)管道經(jīng)過一次風(fēng) 、二次風(fēng)及制粉系統(tǒng)送人爐膛內(nèi)參與燃燒，在吸收排煙中熱量的同時(shí)提高鍋爐的效率。設(shè)計(jì)冷風(fēng)溫度在

3、20，熱風(fēng)溫度310，為防止煙氣側(cè)管子磨損，在三級(jí)預(yù)熱器入口裝有防磨套管。大唐八0三發(fā)電廠5號(hào)爐于2005年10月投運(yùn) ，至今已運(yùn)行6年之久。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程中，對(duì)于安裝管式空氣預(yù)熱器的鍋爐，一般會(huì)存在兩方面的問題 ：一是空氣預(yù)熱器管束被煙氣灰塵堵塞問題；二是空氣預(yù)熱器漏風(fēng)問題。無(wú)論是預(yù)熱器堵塞還是漏風(fēng)，都會(huì)給鍋爐的正常運(yùn)行及熱效率造成很大的影響 。在 2011年4月份和8月份 ，我廠對(duì)5號(hào)爐進(jìn)行了兩次小修 ，特別是對(duì)5號(hào)爐預(yù)熱器進(jìn)行的疏通清洗工作，取得了良好的效果 。2 空氣預(yù)熱器堵塞原因分析我廠5號(hào)爐在近期運(yùn)行中一直存在甲、乙兩側(cè)排煙溫度偏差較大（25左右）并且遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值的問題。2011年

4、8月份小修時(shí)，在對(duì)預(yù)熱器進(jìn)行清灰后發(fā)現(xiàn)，中層預(yù)熱器乙側(cè)70%基本上全堵塞，甲側(cè)堵塞約30%（如圖片1所示）。預(yù)熱器管子的堵塞將會(huì)造成空氣與煙氣換熱不充分 ，使得鍋爐排煙溫度升高的同時(shí)還降低了送往爐膛的熱風(fēng)溫度和給粉溫度 ，使燃燒后產(chǎn)生的煙氣溫度降低 ，影響鍋爐的燃燒和換熱效率 。 圖片1 預(yù)熱器管堵塞原貌2.1 水 、蒸汽管道泄漏造成堵塞5號(hào)爐分為高溫段和低溫段兩級(jí)省煤器 和上 、中、 下 三級(jí)空氣預(yù)熱器 ，從上至下排列方式為高中溫段省煤器、上級(jí)空氣預(yù)熱器、低溫段省煤器 、中下級(jí)空氣預(yù)熱器。含有飛灰和未燃燒完全的煤粉顆粒對(duì)省煤器管進(jìn)行橫向沖刷 ，雖然省煤器管有防磨護(hù)瓦的保護(hù) ，但帶有飛灰和未燃

5、燒完全的煤粉顆粒的煙氣對(duì)省煤器管子進(jìn)行的是橫向沖刷 ，省煤器管被磨損的比較嚴(yán)重 ，運(yùn)行一段時(shí)間后 ，可能產(chǎn)生泄漏 ，部分給水泄漏在豎井煙道中 ，這部分給水在豎井煙 道中與煙氣及煙氣中的灰?；旌希瑫?huì)成為泥漿狀 ，堵塞豎直的預(yù)熱器管 。這是造成空氣堵塞的主要原因之 一 。查閱5號(hào)爐設(shè)備臺(tái)賬可得知，在2006年7月發(fā)生過一次低溫段省煤器聯(lián)箱接管座第一道焊縫泄露事故，在搶修工作結(jié)束后，未即使清理中層預(yù)熱器的泥漿，造成中層預(yù)熱器乙側(cè)大面積堵塞。2.2 煙氣低溫腐蝕造成的堵塞 由于燃料中硫的存在 ，在下級(jí)空氣預(yù)熱器低溫段難免發(fā)生低溫腐蝕 。預(yù)熱器的堵塞與低溫腐蝕往往是同時(shí)發(fā)生的。當(dāng)?shù)蜏馗g發(fā)生時(shí)不僅對(duì)預(yù)熱

6、器管造成腐蝕使管壁變薄或破損，腐蝕產(chǎn)物還使管壁變得粗糙 ，而且由于管壁粗糙 ，煙氣中的灰分更容易黏附在管壁上 ，管壁上黏附灰分后變得更加粗糙 ，灰分更容易黏附其上 ，如發(fā) 展下去 ，就會(huì)使預(yù)熱器堵塞 。這是預(yù)熱器堵塞的原因之二 。 3 5號(hào)爐小修期間對(duì)空氣預(yù)熱器的處理和效果2011年4月和8月，大唐八0三發(fā)電廠對(duì)5號(hào)爐進(jìn)行了兩次小修工作，對(duì)預(yù)熱器進(jìn)行了如下處理：（1）用壓縮空氣對(duì)預(yù)熱器管道進(jìn)行了仔細(xì)的吹掃清灰。（2）對(duì)于堵塞的預(yù)熱器管道用專用管道疏通機(jī)進(jìn)行了全部疏通。（3）用消防水對(duì)預(yù)熱器管道進(jìn)行了沖洗。（4）對(duì)空預(yù)器的耐火層和保溫進(jìn)行了重新澆筑和恢復(fù)，最大程度的減少漏風(fēng)。如下所示，表1和表2

7、是5號(hào)爐預(yù)熱器小修前后鍋爐負(fù)荷量，甲、乙側(cè)排煙溫度及預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度的情況：表1 2011年1月19日到28日5號(hào)爐空氣預(yù)熱器未處理前鍋爐各參數(shù)情況日期19202122232425262728鍋爐負(fù)荷(T/H)194196197193198196192194190200排煙溫度（）甲148147146148145148147146151149乙168169166168169171170169172171熱風(fēng)溫度（）261263265266264263264265267271表2 2011年10月19日到28日5號(hào)爐兩次小修后空氣預(yù)熱器處理后的鍋爐各參數(shù)情況日期1920212223242526

8、2728鍋爐負(fù)荷(T/H)200240219212213223220223227232排煙溫度（）甲147148149146147147148147149148乙159161164160159161162163165162熱風(fēng)溫度（）290294290291293293290297300296通過計(jì)算表1可以得出，預(yù)熱器未進(jìn)行處理前，鍋爐排煙溫度平均為160.1，且乙側(cè)比甲側(cè)高23左右。經(jīng)過兩次小修在對(duì)預(yù)熱器進(jìn)行疏通后，由表2可以計(jì)算出平均排煙溫度為149.7，并且甲乙側(cè)偏差減小到15左右。所以處理前后排煙溫度降低數(shù)P=160.1-149.7=10.4。排煙熱損失是鍋爐的主要熱損失之一，由于運(yùn)

9、行中煤種參數(shù)的變化和晝夜負(fù)荷率的調(diào)整,煤粉鍋爐的排煙溫度在運(yùn)行過程中會(huì)有一些波動(dòng)。當(dāng)排煙溫度升高時(shí), 排煙損失會(huì)增加,從而引起供電煤耗的提高。計(jì)算結(jié)果表明:當(dāng)排煙溫度升高5時(shí),凝汽式電廠的供電煤耗提高約0.5670.934g/kWh,我們?nèi)?.8 g/kWh計(jì)算標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)取每噸為360元，我廠4號(hào)機(jī)年發(fā)電量按3.4億kWh計(jì)算，可得出通過此次對(duì)5號(hào)爐空氣預(yù)熱器的處理每年可為我廠節(jié)約成本約為19.6萬(wàn)元，降低煤耗約1.6克，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。 通過以上兩個(gè)表中熱風(fēng)溫度的對(duì)比還可以發(fā)現(xiàn)此次對(duì)預(yù)熱器處理后熱風(fēng)溫度比以前提高了約28.5，對(duì)于煤粉爐來講，由于熱風(fēng)溫度的進(jìn)一步提高可改善燃料的著火條件，

10、強(qiáng)化燃燒過程，減少了不完全燃燒熱損失，這對(duì)于燃用無(wú)煙煤和劣質(zhì)煤來說尤為重要。所以預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度的升高對(duì)鍋爐燃燒效率和經(jīng)濟(jì)性的提高也有一定的影響。4 預(yù)防空氣預(yù)熱器堵塞的措施4.1預(yù)防預(yù)熱器堵塞的幾條措施空氣預(yù)熱器的正常維護(hù)是一個(gè)長(zhǎng)期而又持久的課題，只有在鍋爐運(yùn)行和檢修管理中制定一系列正確方法，并得到運(yùn)行和檢修人員的大力配合 ,持之以恒的去執(zhí)行,方可能保證鍋爐高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的運(yùn)行。 (1)嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐各段煙溫在正常范圍, 鍋爐尾部煙道兩側(cè)煙溫差不大于50。 (2)冷態(tài)點(diǎn)火鍋爐在投粉前必須在尾部煙道煙溫度上升到一定的溫度等級(jí)(400)以上 ，再觀察空氣預(yù)熱器的各部溫度，保證空氣預(yù)熱器要烘干暢

11、通。 (3)鍋爐投粉后，煤、油混燒時(shí)間不得過長(zhǎng)，以免飛灰顆粒粘結(jié)在空預(yù)器各部管中。 (4)鍋爐正常運(yùn)行中 ，保證適當(dāng)高的爐膛負(fù)壓,改善尾部積灰 。(5)每次進(jìn)行大小修工作時(shí)，都要對(duì)堵塞的預(yù)熱器管道進(jìn)行疏通。4.2 解決空氣預(yù)熱器堵塞的根本措施 近年來由于市場(chǎng)上煤炭供應(yīng)比較緊張，我廠也一直在摻燒小窯煤。大部分小窯煤屬于高硫劣質(zhì)固體燃料 ,有水分和灰份含量高 、熱值低等技術(shù)特性 ，導(dǎo)致著火延遲時(shí)間長(zhǎng)，燃燒不穩(wěn)定，受熱面積灰、結(jié)渣、腐蝕和磨損等現(xiàn)象都較嚴(yán)重。燒低硫煤是防止空氣預(yù)熱燃器堵塞的最根本辦法。若常年燃燒高硫煤炭，在空預(yù)器上加裝兩臺(tái)吹灰器，加強(qiáng)尾部煙道部位的吹灰工作，避免積灰長(zhǎng)期停留在煙道內(nèi)就顯得很有必要。5 結(jié)束語(yǔ)本文從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際出發(fā)，通過對(duì)管式空氣預(yù)熱器堵塞原因的分析，并對(duì)處理方法進(jìn)行了實(shí)踐，對(duì)管式預(yù)熱器的堵塞對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響和經(jīng)濟(jì)性有了更深的認(rèn)識(shí)。由于5號(hào)爐的設(shè)計(jì)排煙溫度為140，從目前的運(yùn)行情況來看還遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值，仍然有很大的潛力可挖掘。下一步我們的工作重點(diǎn)就是在下次5號(hào)爐小修時(shí)要繼續(xù)疏通預(yù)熱器管并對(duì)漏風(fēng)進(jìn)行整治。如果排煙溫度還仍然居高不下，就可以考慮將給水溫度做一個(gè)適當(dāng)?shù)慕档?，這樣省煤