630MW机组锅炉空气预热器积灰堵塞原因及防范措施

王琴鸣

摘 要：在电厂机组锅炉空气预热器工作中，会产生不同程度的积灰现象，进而对设备运行效率和运行安全造成影响。在空预器积灰现象较为严重的情形下，必须采用停炉处理措施，对机组运行稳定和经济效益造成影响。本文以某电厂空气预热器设备为例，对常见积灰现象产生原因进行分析，结合技术要求提出对应的防范措施，以此为相关技术管理工作提供参考，为机组运行稳定性提供應有的保障。

关键词：630 MW机组;空气预热器;积灰堵塞

在电厂锅炉运行中，空气预热器的蓄热元件常会出现不同程度的堵塞，在运行过程中，会由于差压值过大而造成排烟温度不断上升，二次风出口的风温下降。不仅会造成风机运行耗电量的持续增加，锅炉效率下降，同时也会给机组运行安全造成影响。分析堵塞现象产生原因，采取积极的防范措施，是解决这一问题的基本途径。

1、设备概况

空气预热器作为电厂锅炉的重要组成部分，对锅炉的热交换效率具有直接影响。某电厂超临界锅炉配用2 台豪顿华32VNT2130（150）型转子受热面转动的回转再生式三分仓空气预热器。三分仓空预器通过有三种不同的气流。三种气流之间各由三组扇形板和轴向密封板相互隔开[1]。三分仓结构的特点是将低压头、大流量的二次风与高压头、小流量的一次风分别加热，空气预热器额定负荷压差设计值为1.2kpa。

2、积灰堵塞的原因分析

2.1 煤质影响

在电厂机组运行中，如选用含硫量较高的煤种，在燃烧过程中所产生的煤灰将会具有较为明显的沾污性，使得空气预热器产生不同程度的沾污。尤其是煤粉细度为2%-4%之间时，所产生的飞灰粒径较小、整体具有较强的黏附性。同时，如果选用的煤质折算硫分含量较高，并且水分过大，也会使得烟气硫酸露点温度升高，增加积灰堵塞现象产生的几率。同时，受到这两方面因素的影响，也会造成设备运行中部分金属元件被明显腐蚀，使得积堵塞现象更加明显。

2.2 蒸汽吹灰压力

在机组运行中，空气预热器额定负荷压差设计值为1.2Kpa，但在压差不断增加的情形下，将会使得静压差效果明显不足，进而对整体疏通效果造成影响，使得设备运行中出现不同形式的异常现象。

2.3 传热元件的壁面温度

在空气预热器运行过程中，部分金属元件会与烟气直接接触，如果元件壁温低于露点，则在运行中极容易出现积灰现象。尤其是在回转式空气预热器运行中，需要对传热元件的壁温进行实时判定，在尽量明确其具体数值情形下，采用合适的处理措施。例如在冬季温度较低的情形下，如果机组负荷降低，排烟温度下降，则会使得空预器进口风温随之下降，从而导致金属元件的壁温出现骤降。而在锅炉设计方案中，在送风机进口位置设置热风再循环，则能够保证传热元件的壁温，保持整体温度的平衡[2]。

2.4 风机设计热风再循环

机组在实际运行中，如果环境温度过低，即便是在开启送风机热风再循环条件下，排烟温度也无法达到超出酸露点基本要求。正常工作状态下，风机设计进口风温通常为0°C，在冬季开启热风再循环，也不能满足空气预热器冷端综合温度大于148℃的要求，冬季积灰现象更加严重，空预器差压难以维持。

2.5 脱硝后的氨逃逸因素

在脱硝处理后，会造成不同程度的NH4HSO4黏附在冷端壁面，如果在烟气量测量不准，喷胺量过大，或者出现催化剂性能活性不足时，就会造成脱硝系统无法完全反应，在水蒸气、硫酸根等共同作用下，生成硫酸氢铵，这种物质具有会大量沉积在换热元件的表面，并对烟气中的飞灰产生较强的吸附作用。这部分元器件通常温度较低，在脱硝入口处的氮氧化物含量越高的情形下，氨逃逸就会越明显，由此造成空气预热器压差升高，积灰现象更加明显。

3、积灰堵塞的防范措施

3.1 严格控制送风机热风再循环

对于锅炉空气预热器而言，要实现积灰堵塞处理效果的提升，需要对送风机热风再循环优化调整，确保加热效果同时避免加剧风机动叶磨损。这种调整首先是严格根据环境温度和机组负荷量尽量提升送风机出口温度，确保空预器冷端综合温度大于148℃，尤其是在温度低于0°C时，尽量开大热风再循环，更好的调整空预器的实际风温参数[3]。长期开启热风再循环加剧送风机动叶磨损，必须加强送风机振动、轴承温度监视，防止损坏设备，影响机组安全。

3.2 改变空预器吹灰参数

通过对空预器吹灰频次和吹灰压力进行调整，能够通过压力和温度调整，降低空预器运行区域内的水蒸气含量，减少管壁吹损的概率。在进行参数调整时，需严格依照空预器压差分级对压力进行调整，在大于2级规定值时，方可将吹灰压力提升至1.8MPa。具体措施是将热端空预器吹灰频次降低为每天一次，而冷端吹灰器的投运频次则增加每班3-5次，同时确保冷端综合温度在148℃之上。

3.3 合理配煤

合理配煤是尽量减少积灰程度的重要措施，这方面的技术控制措施需要参照以下方式进行：一是在冬季坚持低硫、高挥发原则，将硫份控制在1.5%以下。二是根据相关参数要求，灵活性的采用小煤斗上煤方式，尽量减少煤燃烧过程中出现的煤灰沾污。三是在机组运行过程中，要强化与燃料调运部门的沟通，依照空预器压差运行的实际要求，有效降低烟气中硫化物的产生比例，降低硫酸氢铵产生的概率。

3.4 喷氨优化

适当降低锅炉运行的总风量，提升燃尽风的配比，降低氮氧化物浓度，减少喷氨量。在机组运行过程中，严格控制好喷氨量，当达到要求时尽早投入SNCR运行，避免氨逃逸量超过设定要求。在脱硝系统投运时，应当做好入口烟气温度的控制，在正常运行中保持温度在315℃以上。在机组停运或低负荷工况运行，脱硝入口温度低于290℃时，则应当调整燃烧提升脱硝入口温度达标。通过对脱硝系统运行状况的监测，确保脱硝效率保持在70%以上，如脱硝差压设定高于正常设定值，则需要及时进行脱硝吹灰处理。在系统运行中，每月都需要做好脱硝流场参数检测工作，在运行参数出现偏差时，需要及时对手动门及时进行调平处理[4]。

3.5 设备处理

设备检修处理优化是做好积灰处理的重要条件，在实际运行中，需要做好如下方面的处理工作：首先是做好烟道导流板、催化剂表面等易积灰位置的清理工作。其次是在停修检测过程中，对间隙、扇形板、焊缝等位置进行精细化检测，对于出现的漏风现象，及时进行处理。再次是要增加相关的辅助设施，更加精准的测定氮氧化物的参数，为预热器运行提供参考。最后是对蓄热元件等进行水洗处理，确保其差压运行能够保持在设定要求范围内。

4、结束语

在电厂系统630MW锅炉运行中，空气预热器的积灰堵塞是较为常见问题，对于技术人员而言，必须在强化重视程度基础上，依托相应的技术和管理制度为支撑，结合实际制定并实施防范策略。尤其是要做好进口风温控制，建立完善的预警机制，及时做好检查和清理工作，并对相关设备进行调整，以此才能够确保设备整体保持稳定运行状态，为机组稳定运行奠定良好基础。

参考文献

[1]王忠宝.空气预热器堵塞机理及防堵对策研究[J].节能技术，2020，38（01）：85-89.

[2]杜鹏.600MW锅炉空气预热器积灰堵塞原因及防范策略研究[J].发明与创新（大科技），2018（07）：27-28.

[3]张晓敏.锅炉烟气脱硝催化剂积灰堵塞分析及处理[J].大氮肥，2017，40（04）：240-243.

[4]张磊.锅炉空气预热器积灰堵塞的原因分析及控制措施[J].甘肃冶金，2016，38（03）：45-47.