回轉式空氣預熱器堵灰淺析及預防措施

1、回轉式空氣預熱器堵灰淺析及預防措施摘要:分析大唐寧德發(fā)電有限責任公司3號機組堵灰現(xiàn)象，淺析回轉式空氣預熱器堵灰原因及相應的預防措施。關鍵詞:空預器堵灰腐蝕原因措施福建大唐國際寧德發(fā)電公司3號鍋爐采用豪頓華公司生產(chǎn)的2臺三分倉回轉式空預器，型號為31VNT1720（100）該空預器同時配有固定式水洗裝置和吹灰裝置，在送風機的空預器出口裝有熱風再循環(huán)管路,當送風機入口風溫較低時開啟，以提高入口風溫，其旋轉方向為煙氣一一次風一二次風，最低的冷端綜合溫度為138C（含硫量小于1.5的煙煤）。1空預器堵灰的一般機理三分倉回轉式空氣預熱器轉子部件由無數(shù)個傳熱元件組成，當空預器緩慢旋轉，煙氣和空氣逆向交替流

2、經(jīng)空氣預熱器，蓄熱元件在煙氣側吸熱，在空氣側放熱，從而達到降低鍋爐排煙溫度，提高熱風溫度的預熱作用。其的受熱面是由厚度為0.51.2mm的薄板軋制成波紋板之后，疊在一起壓緊組裝而成，當量直徑很小（8.6或9.8）,流通渠道狹窄,很容易造成積灰和堵塞。而大中型電站鍋爐設計排煙溫度一般低于1501600C，因而空預器冷端受熱面壁溫較低，容易結露和腐蝕。煙氣露點提高，低溫腐蝕加劇,各種原因產(chǎn)生的水份在傳熱元件上積聚后，將迅速惡化積灰。水膜直接吸收水分、硫酸氣和S02,在灰中一些催化成分的作用下產(chǎn)生硫酸，增強腐蝕。水分滲入灰層，在灰變干后，灰的密度增加，在層層燒結后變成水泥狀物質而堵塞通道。因此，各種

3、外部水分是堵灰的催化劑，而通過燒結后的水泥狀灰層更不易清除。同時當燃料中的硫分越高時，低溫腐蝕越嚴重，空預器積灰更多，腐蝕金屬還會使灰層變硬。一般折算硫分從0.05%升高到0.3%時，露點可從60C增加到120C。當折算硫分達0.5%時，煙氣露點可達130C,并隨硫分的增加還會進一步提高。燃用較高硫分的燃料，煙氣中的SO3氣體會和水蒸氣結合形成硫酸蒸汽，直接腐蝕金屬。腐蝕后的傳熱元件表面的吸灰能力將增強。腐蝕形成的元件表面的點狀坑，也將成為吸灰的起始點，腐蝕產(chǎn)生的水分亦更加劇了這一過程?？疹A器受熱面粘污和積灰，影響受熱面?zhèn)鳠?，使金屬壁溫進一步降低，從而又加劇了低溫腐蝕。當空預器受熱面堵塞嚴重時

4、，空預器差壓將急劇增加，使空預器流經(jīng)的煙氣流量大幅降低，而同樣差壓下，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。2寧德電廠3號機組的堵灰現(xiàn)象及原因分析2.1堵灰現(xiàn)象空預器堵灰最直觀的現(xiàn)象就是：空預器運行差壓大幅變大，兩側空預器的排煙溫度偏差增加，堵灰側空預器的排煙溫度大幅降低?？疹A器堵灰將使引風機出力增加，電耗變大，可能發(fā)生引風機出力不足無法滿足機組高負荷運行，同時因為空預器堵塞煙氣通流面積減少，容易發(fā)生引風機振動大幅增加，引發(fā)引風機搶風，對引風機造成極惡劣的損壞影響機組的正常運行。圖1圖8為2011年29

5、月份A、B引風機出口溫度的變化趨勢。由這些圖可以看出在6月1號，機組低負荷運行時,A側空預器發(fā)生嚴重的堵塞，在此后的運行中，堵塞情況進一步加劇，最后嚴重影響了鍋爐的安全運行。2.2原因分析實際燃燒煤種與設計煤種偏差較大。大唐寧德電廠設計煤種為大同塔山洗精煤，但受到燃煤市場價格及供應量的影響，目前各燃煤電廠往往無法燃用設計煤種，而改為特性較差的煤種，這些煤種的水分、硫分、灰分均遠遠高于設計煤種，其發(fā)熱量遠低于設計煤種，帶相同負荷的情況下，鍋爐燃煤量大幅度增加，煙氣量也大幅升高，煙氣量、水分、硫分、灰分的增加也加劇了空預器的堵塞?？疹A器吹灰器的運行狀況?？疹A器吹灰器的疏水不暢或疏水時間過短、吹灰器

6、的供汽門內(nèi)漏、實際運行中吹灰器進汽量少或不進汽等原因均將造成空預器的積灰堵塞。寧德電廠4號機組曾發(fā)生過空預器吹灰槍不進汽，而造成空預器差壓大幅上升，當吹灰槍恢復正常連續(xù)吹灰后，空預器差壓很快地恢復到正常范圍。停爐時間短，空預器水沖洗不夠徹底。如上表可以看出3號機組啟動初期B側的空預器差壓就明顯高于A側，可以看出B側空預器沖洗效果不如A側,而沖洗不徹底將使受熱面殘留污垢，正常運行時更容易大量積灰結垢?？疹A器波紋板變形?？疹A器運行環(huán)境差空預器的冷端綜合溫度無法滿足實際運行需求?？疹A器的低溫腐蝕和堵灰一般都發(fā)生在空預器的冷端，且腐蝕和堵灰的嚴重程度取決于燃燒煤質、燃燒條件和空預器冷端綜合溫度，在鍋爐

7、煤質大幅度偏離設計煤種時，空預器實際需要的冷端綜合溫度也已經(jīng)偏離了設計值(138C)，圖9為冷端綜合溫度與燃煤所含硫分的關系：硫分越高,空預器安全運行所需要的冷端綜合溫度也就越高。而且機組負荷越低其排煙溫度也越低，其所需要的冷端綜合溫度也越高，如果運行中仍然按照設計的冷端綜合溫度進行調節(jié)，將大大地加速空預器的低溫腐蝕與堵灰。福建冬春季節(jié)雨水偏多，環(huán)境溫度低，季度負荷低，在燃用高硫分、高水分、高灰分的煤種時，空預器只要發(fā)生了輕微的堵塞，全開送風的熱風再循環(huán)，也可能無法滿足空預器實際需要的冷端綜合溫度。而且當空預器發(fā)生積灰堵塞后，空預器運行中從煙氣側帶入風側的紛塵也將明顯增多，開熱風再循環(huán)門，將可

8、能增加送風側的粉塵量，加劇積灰。3防范措施低溫受熱面腐蝕和堵灰的根本原因是由于煙氣中存在S03,以及受熱面金屬壁溫低于煙氣露點的緣故。因此，要減輕和防止低溫腐蝕與堵灰應從以下幾方面著手。加強對空預器出、入口差壓的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常及時采取措施避免堵灰加劇運行中應加強對空預器出、入口一次風、二次風及煙氣差壓監(jiān)視，特別是在冬季溫度急劇下降時尤其要注意。當發(fā)現(xiàn)空預器出、入口一次風、二次風及煙氣差壓有異常變化時，應加強調整，采取加強吹灰等措施。如米取措施后仍不見好轉，確認冷端受熱面薄板有可能被腐蝕并開始積灰時，應在停機時及時對冷端受熱面進行更換，以確保受熱面清潔，防止堵灰加劇，從而保證空預器能夠正常運行。

9、將受熱面壁溫提高到煙氣露點以上。要提高壁溫，就要提高排煙溫度及冷空氣溫度。提高排煙溫度可以提高壁溫，從而減輕腐蝕，但因此增加了排煙損失，降低了鍋爐工作的經(jīng)濟性。提高空預器入口冷空氣溫度也可提高冷端受熱面壁溫，防止結露腐蝕，在運行中根據(jù)送風機入口溫度及時打開送風的熱風再循環(huán)，并根據(jù)負荷的變化保持空預器入口冷風溫度在2050C的范圍，以確?？疹A器冷端溫度在規(guī)定范圍內(nèi)。加強空預器吹灰和水洗工作，確保受熱面清潔由于空預器的傳熱元件布置較緊密，煙氣中的飛灰易沉積在受熱面上，使氣體流動阻力增加,嚴重時甚至會將流通截面完全堵死，影響空預器的正常工作。此外，如果低溫受熱面積灰也將造成金屬壁溫更低，硫酸蒸汽能透

10、過灰層擴散到金屬壁上，形成硫酸，使積灰變硬，更難清除。因此在運行中應確?？疹A器吹灰器能夠正常投入。吹灰時盡量保持高一點的負荷，以保證受熱面一定的壁溫。同時吹灰前要將吹灰蒸汽疏水徹底排凈，吹灰時吹灰蒸汽應保持足夠的過熱度，避免濕蒸汽經(jīng)吹灰器進入空預器從而加劇堵灰。吹灰工作每班必須進行一次。為了保證受熱面清潔，空預器還配有固定式水洗裝置，當發(fā)現(xiàn)空預器有堵塞現(xiàn)象時，可在運行中或停機時對空預器進行水洗。水洗后的空預器經(jīng)脫水后必須進行徹底干燥,以防空預器再次投運后發(fā)生受熱面腐蝕。加強燃燒調整，保持適當?shù)倪^量空氣系數(shù)，減少SO3的產(chǎn)生。煙氣中形成的SO3的多少與燃料硫分、火焰溫度、燃燒熱強度、燃燒空氣量、

11、飛灰性質與數(shù)量和鍋爐受熱面的催化作用等因素有關。運行中保證適當?shù)倪^量空氣系數(shù)可以降低煙氣中S03的形成，這樣也就控制了硫酸蒸汽的形成，從而最大限度地降低了空預器的腐蝕。(5)打開送風機聯(lián)絡擋板，平衡兩側空預器的送風量。機組運行中：如果發(fā)現(xiàn)某側空預器差壓變大，排煙溫度大幅度降低貝S發(fā)生堵塞的空預器的入口二次風壓將大幅提高，適度打開送風機聯(lián)絡擋板，通過送風的壓力差，自然調節(jié)兩側空預器的二次風流量，這樣可以保證兩側冷卻風量的平衡，既可以提高發(fā)生堵塞的空預器的排煙溫度，也可以降低另一側空預器的排煙溫度，提高機組的經(jīng)濟性，抑制空預器堵塞的加劇。4結語空預器堵灰給鍋爐安全穩(wěn)定運行帶來了嚴重的威脅，也影響了機組正常