某电厂锅炉管式空预器积灰问题分析

某电厂锅炉管式空预器积灰问题分析

张全生

江苏华美热电有限公司  江苏省徐州市 221141

摘要：锅炉管式空预器积灰问题，一直是困扰锅炉安全稳定运行、持续正常接带发电负荷的一项关键问题。近几年随着国家环保管控、深度调峰等政策的持续推进，对锅炉空预器积灰和腐蚀问题，产生了较大影响。本文浅述了某电厂冬季运行期间发生堵灰状况，及建议采取的相应措施。

关键词：空预器  积灰  腐蚀

一、前言

某电厂两台锅炉自2016年投产以来，在历次停炉检查期间，空预器均存在不同程度的积灰，主要发生在末级空预器（四级），次末级（三级）偶尔有部分管排积灰。在冬季运行周期结束后，积灰较多，尤其在冬季经历2次启停后，积灰明显增多，甚至影响锅炉带满负荷。积灰最严重情况发生在#2锅炉2022年11月至2023年3月运行周期内，A侧二、三、四级，B侧一、二、三、四级均发生严重积灰，其中一级、二级堵灰为湿灰。

    二、积灰原因分析

根据历次停炉检查情况，堵灰位置主要在末级空预器中间区域，B侧最严重，偏二次风侧多一些，A侧略偏一次风侧，堵灰由冷风进口向内部延伸，严重区域整排均已堵满。

空预器堵灰原因主要有：灰量大堵塞、烟气流速低堵灰、烟气结露积灰堵塞、硫酸氢氨堵灰等。

1、硫酸氢氨堵灰

硫酸氢铵产生的条件：NH3+H2O+SO3。根据灰样检测结果，干燥基全硫1.67%，干燥基氮0.16%，铵根含量较少。该公司锅炉采用低氮燃烧技术，床温及炉膛温度偏低，煤质硫元素燃烧生成SO3几乎可忽略不计，脱销采用SNCR方式，没有催化剂的作用，烟气中的SO2很少向SO3转化。即使烟气中产生硫酸氢铵也很少，因此，硫酸氢铵堵灰不是主要原因。

2、烟气结露积灰

我公司锅炉在冬季运行时，空预器风侧进口温度较低，一次风机出口温度10-20℃，二次风机出口温度1-10℃。烟气流经末级空预器时在冷风进口端管壁发生低温结露，造成飞灰在管壁粘结，该区域换热效果变差，导致末级空预器由冷风进口端向内部持续发生堵灰现象，随着运行时间增加，堵灰面积加大。

烟气露点温度与烟气中水份、酸性气体含量有关。2022年以来，深度调峰或NOX深度减排工作要求加强，深调期间脱销效率下降，尿素用量增加，烟气中水份增加，烟气露点升高，更易发生结露堵灰。锅炉飞灰中含有Al2O3，具有吸潮、板结特性，在空预器管排板结后，蒸汽吹灰器较难清除。深度调峰次数越多或深度减排次数越多，堵灰现象越严重。

3、烟气流速低

    空预器管漏风后，造成该区域烟气侧阻力增加，烟气流速降低，或下部管排堵灰后，导致同一组管箱上部管排烟气流速低，另外深度调峰期间，烟气流速降低，进一步加剧空预器积灰。

综合以上分析，该公司空预器积灰主要原因是烟气低温结露、烟气流速低等综合因素导致。#2锅炉在2022年冬季运行周期内发生严重堵灰，主要就是四级、三级发生低温结露积灰，二级和一级空预器受三级积灰影响，烟气流速降低，导致逐步积灰。

三、控制措施

（一）运行控制措施

1、积极调整燃烧，减少烟温偏差，合理配风，使风速均匀，保证烟气流速变化不大，减轻松散积灰，维持动平衡状态。

2、控制炉膛燃烧温度水平，低氧燃烧，将过量空气系数控制在1.2%左右，使烟气处于还原性气体中，减少三氧化硫的生产量。

3、加强尾部烟道部位的吹灰工作，投入吹灰器时必须把疏水放干净，防止将水带入，避免积灰长期停留在烟道内。

4、加强运行管理，根据各段烟气、空气的监控仪表，对空气预热器的各部温度进行运行分析，掌握烟气及空气的进、出口温度变化，判断空气预热器的运行工况，并及时对锅炉燃烧进行相应的调整。

5、在控制NOX方面要合理使用SNCR、烟再系统，SNCR尿素溶液量在并网初期、低负荷尽量少用。

（二）检修控制措施

1、在停炉检修和机组调停期间，进行空预器积灰清理和漏风检查处理。

2、在机组运行期间，利用检修孔定期检查末级空预器积灰情况，发现堵灰，尽快清理。

（三）系统改造路线

1、增加暖风器

在一次风机和二次风机出口水平风道增加暖风器（固定式、旋转式两种），旋转式暖风器在夏季退出运行时，可降低风机系统阻力，但需要旋转空间。

（1）以辅汽为热源（压力0.6MPa，温度280℃），对现有辅汽至空预器吹灰管道（Ø219）进行恢复、改造，疏水至锅炉疏水扩容器，或接至冷渣机回水管道（需要增加疏水箱及疏水泵）。该方案暖风器体积小、阻力低，初始投资小，适用机组启停、调峰及常规运行期间。

（2）以低省回水为热源（压力0.8MPa，温度100℃），回水至低省进水管道（需增加管道泵）。该方案暖风器体积较大、阻力略高，旋转式需要扭矩较大，成本增加较多。目前，机组低负荷阶段低省退出运行，该暖风器不适用于机组启动、低负荷运行阶段。

2、热风再循环

分别从一次热风和二次热风管道引出一路热风接至一次风机和二次风机入口，以提高暖风器入口风温。

热风再循环优点：1）投资少。2）系统简单，操作简单。3）检修维护工作量小。

缺点：1）风机入口风量增加，导致电耗增加，随着热风再循环风量的增加，电耗将急剧增大，可能会超过使用暖风器时增大的电耗量。2）空预器风侧风量增加后，空预器风侧阻力也相应增加，对再循环风量有限制，否则需对空预器进行扩容。3）机组高负荷时，再循环风量受限，提温效果变差。

3、空预器在线清灰

在空预器入口烟道增加烟气挡板，在引风机入口联络管道增加联络门。在空预器堵塞期间，降低机组负荷，停运单侧引风机，将单侧空预器入口挡板门关闭，引风机入口联络门根据需要情况进行开关，达到能够进入空预器内部进行人工清灰的条件。

作者简介：张全生（1982- ），男，汉族，高级工程师，毕业于长沙理工大学热能与动力工程专业，现从事电厂生产工作。