某电厂空预器结垢成因分析及处理措施

李步云

神华国华寿光发电有限责任公司，山东 潍坊 262714

摘要：为了适应环保对电厂的新要求，电厂采用近零排放。在机组长期运行之后，由于尿素水解供氨存在不稳定性，机组运行时脱硝喷氨量相对增大，氨逃逸率增大，导致硫酸氢铵在空预器蓄热元件中大量沉积，致使空预器堵塞严重。针对上述情况，该厂采取一系列措施，对空预器堵灰进行治理。

关键词：电厂空预器；结垢成因；处理措施

前言

空预器作为锅炉等设备中的核心构件，其质量直接关乎相应设备的整体运行性能。但是其在实际运行过程中不可避免地出现堵灰问题，以至于影响了其正常使用。在空预器运行的过程中，其经常会出现一、二次风压和炉膛压力存在周期性摆动问题，这就是其出现堵灰问题的主要征兆，所以有必要对其出现堵灰问题的成因和处理对策进行深入分析。

一、空气预热器的作用

1）电站锅炉用汽轮机抽汽预热锅炉给水，省煤器入口水温很高，锅炉排烟温度降低受限制，须利用空气预热器降低排烟温度，降低热损失,提高锅炉的经济效益。

2）磨制、烘干煤粉，改善燃料着火与燃烧，强化炉内辐射换热，要求将空气加热到较高的温度，必须要设计空预器。

二、空预器堵灰结垢现象

1）在锅炉试运行期间，锅炉空预器出现严重的堵灰现象，导致锅炉出力不够，堵灰严重时会导致锅炉无法正常运行，严重影响电厂安全运行。在停炉期间对空预器进行了全面的检查，发现空预器换热元件及烟道壁内严重堵塞结垢.严重影响空预器的正常运行。

2）空预器的作用主要是用锅炉烟气加热二次风,空预器出现堵灰后，就会严重影响换热面积和换热效率。导致锅炉的出口烟温严重超标，设计的烟温是130度以下，当空预器出现堵灰后导致烟温升至180度以上。另二次风要求加热至300度左右，现只能加热至200度。这样就会出现空预器堵灰情况，由于二次风温无法达到设计值，这样就会导致锅炉无法达到设计出力,严重影响锅炉的出力，从而会影响到电厂机组的发电能力。对电厂造成很大的经济损失。

三、空预器堵灰的成因分析

（一）运行操作问题

由于尿素水解供氨存在不稳定性，机组运行负荷大幅度波动时，脱硝喷氨需求量波动大，造成氨逃逸率大，烟气中的硫与氨反应生成硫酸氢铵增加，硫酸氢铵在一定的温度区间呈现液态，会捕捉烟气中的飞灰，附着在空气预热器的换热元件和烟道壁上，从而造成空气预热器阻力增加甚至堵塞。由于硫酸氢铵自身的腐蚀性和茹结性，导致元件的腐蚀和堵塞问题，因此氨逃逸成为当前电厂空预器异常堵塞的主要原因。不仅如此，由于空预器堵灰不可避免，所以空预器吹灰不得不加大频次，再加上可能存在安装调试缺陷极易造成空预器的吹损，从而形成恶性循环继续加大空预器的堵塞。

（二）吹灰蒸汽带水

空预器吹灰根据疏水阀处的温度自动进行，按程序设计吹灰蒸汽不应该带水，但观察发现，吹灰器处有水汽冒出，显然吹灰器前的疏水不彻底，导致吹灰蒸汽带水比较严重，这是导致空预器结灰严重的主要原因。

（三）暖风器使用不合理

在机组处于正常运行状态下，通过燃用设计所需煤种的时候，空预器冷端壁的温度都会高于烟气露点值10C及以上温度值。在锅炉实际燃烧的过程中，如果先借助暖风器将相燃烧所需的空气加热到20C.然后再送人到空预器中，此时就可以避免受热而出现低温腐蚀问题。在冬季环境条件下，如相应的运行机组长期处于低负荷状态运行，加之暖风器没有及时得到全面落实，以至于空预器综合冷端的平均温度远低于其说明书中的规定标准值，致使稀硫酸溶液和水蒸汽发生凝结问题，从而引发了空预器堵灰问题。

（四）传热元件布置过密

通常而言，吹灰器大都安置在空预器二次风入口端。但是如果相应的内部蓄热板布置间距比较小，那么就会形成较大的阻力，致使蒸汽吹灰无法得到彻底吹透。此外，如果空预器的低温受热面存在严重的积灰问题，会进一步降低金属壁的温度。并且实际存在的硫酸蒸汽会透过灰层而渗透到金属壁之上，从而形成了-种强酸(硫酸),大大增加了积灰清理的难度。

四、空预器堵灰问题的处理措施

（一）优化运行操作

在处理空预器堵灰问题上，应加大调整力度来控制及降低脱硝系统逃逸率。具体可以进行以下操作：（1）激发调整动力。制定《运行部脱硝系统运行优化竞赛细则》，对每月单机组氨耗率控制指标优秀班组予以奖励，以激发运行调整的积极性；（2）运行中及时调整两侧空预器烟温，力求烟温一致，减缓低温腐蚀，延缓空预器堵塞；（3）加强冷端综合温度的控制，减少低温腐蚀。根据冷端温度情况及时投运暖风器，并依据烟温偏差调整暖风器调节门参数；（4）制定《关于NOX排放指标的控制要求说明》。低负荷时适当提高NOX控制目标值，严格控制氨逃逸率小于3ppm。

（二）规范吹灰操作

为了确保空预器受热面的清洁性，就必须要切实加强空预器的吹灰操作。将空预器差压作为重要运行参数进行机组、专业两级监控，规范吹灰措施。正常情况空预器吹灰为每班两次，依据技术监督要求超过正常压差1.5倍应进行冲洗，结合我厂实际情况，修订定期工作：规定当差压高于1.2*1.5=1.8kPa时执行空预器连续吹灰。在每次开展吹灰操作之前，要先对受热面部位处所设置的吹灰汽源系统中进行充分树立，待相应的疏水温度达到270℃及以上数值，所以待疏水阀关闭之后，要及时进行吹灰操作。此外还要加强冷端综合温度的控制，减少低温腐蚀。根据冷端温度情况及时投运暖风器，并依据烟温偏差调整暖风器就地手动门。

（三）开展在线水冲洗

为了避免空预器出现堵灰问题，为每套空预器配备一套专门的高压水冲洗装置。正常情况下，单侧空预器冲洗时间需要约6天，期间需要保持80%以上负荷运行，预器经过冲洗后，满负荷差压基本在1.4kPa左右。根据我厂情况，空预器差压由1.45kPa升至1.97kPa大致在2个月的时间左右，在烟气量相同的情况下引风机电流增大约75A，如全部转化为发电量，每小时折合成本约为265元，如预抵消空预器冲洗期间的减值因素，则风机至少在空预器冲洗结束以后保持差压在2.0kPa以下运行约180天方可达到，故而遇有机组停备，如时间许可，应及时进行空预器水冲洗。

（四）改造蓄热元件

目前，电厂等生产厂商在处理空预器堵灰问题的时候采取了许多方法，但是却无法从根本上解决相应的堵灰问题。有关统计表明，当前我国许多电厂锅炉中的空预器蓄热部件已经出现了比较严重的灰垢问题，加之窗格存在倾斜倒伏的问题，所以此时就会影响其工作效率，致使其排烟温度值出现降低等问题。因此除了上述几个方法之外，为了进一步防范空预器堵灰问题，还需要对现有的蓄热元件进行改造。

五、结语

空预器结垢堵灰不仅影响锅炉运行的安全性而且使锅炉效率显著降低，负荷受限，风机电耗明显增加，排烟温度升高，严重时脱硫系统由于入口烟气温度过高而无法投入运行，因此有效预防和制止空预器堵灰显得非常重要。

参考文献：

[1］崔锡盛．脱硝系统投运后空预器堵塞与防治[J].科学与技术,2014.

[2］李云东．基于硫酸氢氨造成的空预器墙塞治理对策[J].产业与科技论坛，2015.