1000MW 塔式炉空气预热器堵灰的原因及对策

1000MW 塔式炉空气预热器堵灰的原因及对策

刘晓冬 马骥 鹿存龙

国家能源集团谏壁发电厂 江苏镇江 212006

摘要：本文介绍了1000MW机组锅炉预热器的堵灰情况，对运行中易出现的堵灰原因进行了分析与讨论，给出了预防及延缓堵灰的对策，保证了设备的安全与经济运行。

关键词：塔式炉；空预器；堵灰

对于大型机组而言，回转式空预器的堵灰已经成为了机组运行中较为常见且较难解决的问题。预热器波纹板中的堵灰不仅仅加大了烟道的阻力，使风机能耗增加，还可能改变风机的运行特性，使得送引风机运行中易失速；同时空预器换热元件的换热效果的降低，导致空预器出风温度的降低和排烟温度增加，降低了锅炉效率。

锅炉概况

某厂1000MW锅炉为上海锅炉厂制造的超超临界变压运行螺旋管圈直流锅炉，单炉膛塔式布置、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊构造、露天布置，尾部烟道下方设置两台三分仓回转容克式空气预热器。

预热器堵灰的形成原因

燃用高硫分煤种

燃煤中的硫份在燃烧后大约70%——80%形成 和 并存在于烟气中，这些硫化气体与烟气中的水蒸气相结合形成了较高露点的硫酸蒸汽，这些硫酸蒸汽在预热器的冷端凝结，并捕捉飞灰中的钙生成一种以硫酸钙为主的混合物，这种物质极易堵塞换热元件间的烟气通路，造成空预器堵灰。烟气中的 含量越高，酸的露点就越高，也就是在较高的排烟温度下也容易积灰。

SCR脱硝系统氨逃逸率偏高

SCR运行时，反应后的残余 和烟气中的 和 形成硫酸氢铵（ ），硫酸氢铵这种物质在烟气温度低于150℃时，开始以液态的形式存在，它附着在换热元件的表面并与飞灰颗粒相互作用，最终形成一种大团的粘性腐蚀物质，堵塞预热器内的烟气通路。

烟气中的水汽积存

空预器吹灰时带入的水汽以及燃煤中所含有的水汽，是空预器内烟气所含水汽的主要来源，这些水汽在空预器的受热面上凝聚成小水滴，使烟气中的飞灰更容易吸附在空预器的换热元件壁面上，加快了受热面的积灰速度。

启停炉时燃油燃烧不完全

启停炉的过程中，若投入的油枪雾化不好，则较大的油滴不容易被完全燃烧，且燃料油燃烧后产生的含油烟灰颗粒较小且吸附力强，这两者相互作用，造成了大量的含油烟灰附着在换热元件上，而且投煤运行后，这些含油烟灰对煤粉烟灰有较强的捕捉吸附作用，加剧了换热元件间的堵灰。

三、解决预热器堵灰采取的对策和方法

控制入炉煤的含硫量

燃料中的含硫量越高，烟气中的 就越多，从而生成的 也将变多，我们要将燃烧后烟气的 体积分数控制在0.005%以下才可有效的减小烟气的露点温度，但这样就要我们把入炉煤的含硫量控制在0.2%以下，而目前市场上高硫煤的价格相对较便宜，大量使用低硫煤在经济上是不合算的。

提高空预器金属温度

当换热元件的温度比烟气温度高10-20℃以上时，可有效的减轻受热面的积灰与腐蚀程度，在运行中我们可通过提高排烟温度和提高送风机进口冷风温度的方法来防止酸露的形成。该厂采用了热风再循环管路来提高送风机进口风温，保证预热器冷端温度大于130℃，但是使用这种方法一会加大送风机的电耗，二是再循环的热风内含灰量较多，会造成送风机叶轮的磨损。

3、控制SCR出口残氨量

烟气脱硝装置（SCR）在运行过程中，喷氨的不均匀性和催化剂的活性下降，是造成氨逃逸率上升的主要原因。对此，该厂采用了精准喷氨系统，在SCR装置20个分区各增加一个喷氨调门，控制每一个分区的喷氨量在合适的范围内，消除喷氨的不均匀性；同时严格控制升炉时喷氨的投运时机，避免低烟温投用，防止催化剂“中毒”，并且利用机组检修的机会更换活性下降的催化剂。

4、减少烟气中水汽含量

从结灰原因分析可以看出，减少预热器部位烟气中的水分也可以减缓空预器积灰的速度。我们采取了如下措施：

1）强化吹灰过程疏水

对预热器的换热元件吹灰是机组运行中防止预热器堵灰的有效手段，但该厂采用的蒸汽吹灰方式虽然吹灰效果较好，但会增加预热器部位烟气中的水汽含量，对此我们在吹灰前应保证吹灰管路已经充分预热并完全疏水，防止吹灰时，过多的低温水汽进入预热器中，使烟气中水分含量过大，加速飞灰堵塞。

2）保证吹灰器良好运行

预热器吹灰器角阀内漏；角阀未完全打开等情况对吹灰器运行也有较大的影响，角阀内漏，在吹灰管路暖管时便会将大量管路疏水吹入预热器内，加剧了预热器的水汽堵塞，而吹灰时角阀未完全打开则会降低预热器吹灰的效果，但这两种情况都可以通过运行时的表计分析，发现问题。

3）调整吹灰方式

根据预热器运行时的堵灰情况采取动态吹灰，预热器冷、热端取用不同的吹灰压力和频次，做到既加强了预热器吹灰效果，又不因过量的吹灰带入大量水汽。

5、换热元件清洗

最有效的解决预热器堵塞的方法就是对预热器的换热元件进行水冲洗。一般而言，可以分在线和离线两种方式，在线就是指机组在运行中，把负荷降至50%以下后，停运一侧空气预热器，对其进行高压水冲洗；离线就是指机组停运后，将预热器的换热元件解体，进行人工高压水冲洗。在线水冲洗的优点是机组可以正常运行，但有很大的安全风险，我们一般还是采用相对稳妥的离线人工冲洗方式。因人工清洗工期较长，故对结灰程度不同的冷、热端采取了不同冲洗方法，热端因为灰垢较轻，仅仅进行高压水冲洗就行了，而冷端受硫酸氢铵灰垢的影响，仅仅水冲洗效果较差，因此采取了“第一次水冲洗--化学清洗剂浸泡--第二次高压水冲洗--干燥”这样一个过程，配置的化学清洗剂可以对硫酸盐进行转化和疏松，提高清洗效率和效果。

四、结束语

经过一系列有针对性的原因分析及对策整治，该厂百万机组的预热器堵塞情况有明显的改善，保证了机组安全、可靠、经济的运行。

参考文献

[1] 伍宇鹏.回转式空气预热器堵灰原因分析.吉林电力.2002.06

[2] 孙克勤等.燃煤电厂烟气脱硝设备与运行.机械工业出版社.2013

[3] 崔锡盛.脱硝系统投运后空预器堵灰的防治.科学与技术.2014.10

作者简介：刘晓冬（1981-11)，汉，男，江苏丹徒，本科，工程师，研究方向：1000MW发电机组的运行管理工作。