浅谈防止火电厂回转式空气预热器堵灰和低温腐蚀

【摘 要】 在现代大型火电厂中，回转式空气预热器是非常重要的一部分，由于空气预热器通常是布置在含有水蒸汽和硫酸蒸汽的低温烟气区域，工作条件比较恶劣，容易出现低温腐蚀和堵灰，威胁锅炉安全运行。本文主要阐述了如何有效防止空气预热器堵灰和低温腐蚀及控制措施。

【关键词】 低温腐蚀 堵灰 回转式空预器 排烟温度

1 空气预热器的分类

空气预热器按传热方式不同，可分蓄热式和传热式两类。蓄热式空气预热器中，烟气与空气交替的流过受热面，当烟气流过受热面时，把热量传递给受热面；当空气流过时，受热面蓄积的热量释放给空气，空气温度升高。传热式空预器中，空气与烟气的流通方向相反彼此分开，烟气的热量通过受热面连续不断的传递给空气，使空气温度上升、烟气温度降低。其中传热式空气预热器按其结构上的不同又可分为管式空气预热器、板式空气预热器。

2 空气预热器低温腐蚀和堵灰的危害

为了充分利用锅炉排烟余热，有效降低排烟损失，提高给水温度，增强锅炉热效率，国内各火电厂在锅炉尾部都加装回转式空气预热器，空气预热器是利用锅炉尾部烟气余热来加热燃烧所需二次风的设备。通常情况下，空气预热器是布置在含有硫酸蒸汽和水蒸汽的低温区域，工作条件相对比较恶劣，很容易发生堵灰和低温腐蚀。在锅炉低温区域布置的回转式空气预热器，如果发生堵灰和低温腐蚀，很容易造成烟气流通受阻，吸风机出力增大，甚至锅炉会冒正压，从而大大限制了锅炉的出力，如果堵灰严重，可能会从造成被迫停炉。低温腐蚀还会造成空气预热器管子泄漏，造成漏风严重，燃烧工况将会恶化，严重时需要经常检查更换受热面，这样不仅增加了材料损害和维修工作量，也影响了锅炉安全稳定运行。

3 空气预热器低温腐蚀和堵灰形成机理

当燃用含硫量较高的燃料时，极容易造成空气预热器腐蚀和堵灰。燃料中的硫成分在燃烧后，一部分形成二氧化硫，同时在特定条件下少部分进一步可氧化成三氧化硫气体，它再与水蒸汽相结合形成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽凝结露点温度较高，当空气预热器壁温低于硫酸露点温度时，硫酸蒸汽就会在管壁上凝结而产生腐蚀，这种现象叫做低温腐蚀。凝结的硫酸象一层胶膜，一面粘在管壁上腐蚀，另一面不断粘着烟气灰尘，这样会形成多种硫酸盐，并且随着时间的增加逐渐增厚，这就是空预器低温式结渣。

对于燃煤炉，当燃烧含硫量低于1.5%的煤质时，即使空气预热器的进风温度和排烟温度较低，空气预热器也不容易发生明显的腐蚀和堵灰结渣，如果燃烧含硫量高于2%的煤质时，空气预热器将会进入比较严重的腐蚀范围。燃煤中含硫量的多少，将直接影响到锅炉排烟温度的选定。同时，鉴于对防止尾部受热面低温腐蚀与锅炉排烟热损失等因素的综合考虑，目前空气预热器设计的排烟温度一般为100～150℃。

从锅炉的整个炉体烟气流程来讲，空气预热器的烟气通道截面相对较小，阻力较大，这样就增加了堵灰的可能性。烟气中的二氧化硫、三氧化硫和水蒸汽被松散的积灰所吸附，形成亚硫酸盐和硫酸盐，生成的这些盐类使松散性积灰演变为紧密性积灰。这些紧密型的积灰与空气预热器内壁作用生成亚硫酸铁和硫酸铁，这样积灰结渣就会更牢固。这种积灰性质的转变，首先发生在空气预热器冷端的管壁上，因为此处是空气和烟气的低温热交换，这种堵灰和腐蚀从管子的冷端逐渐向热端延伸，且大多积聚在烟气流速相对较低的死角区域。当锅炉启、停频繁而积灰结渣又没有得到及时清除时，腐蚀和积灰的速度必然加快。

4 回转式空气预热器防止腐蚀和堵灰地措施

运行中应加强对空气预热器出、入口二次风、一次风及烟气差压的监视，如果差压出现异常，应及时调整，加强对空预器的吹灰、提高一、二次风压力等措施。如采取措施后仍不见好转，确认为冷端受热面薄板有可能被腐蚀并开始积灰时，应利用停机的机会及时对冷端受热面进行更换，以确保受热面清洁，防止堵灰加剧。

加强空气预热器的吹灰和水洗工作。机组正常运行中，应保证空气预热器吹灰器正常投入，而且吹灰前必须将吹灰蒸汽疏水排净。如果吹灰蒸汽没有保持足够的过热度，湿蒸汽就会经过吹灰器进入空气预热器造成空预器堵灰。一般规定，空预器吹灰每班最少进行一次，低负荷时加强空预器吹灰频次，防止因低负荷烟气流速较低使飞灰在空预器波纹板上积沉，进而引起空预器堵塞，发现吹灰器缺陷及时联系检修进行处理。回转式空气预热器还配有固定式水洗装置，当空气预热器发生堵塞现象时，可在运行中对空气预热器进行水洗。但水洗后，空气预热器必须经过脱水和干燥，防止空气预热器投运后再次发生受热面堵灰和腐蚀。

加强燃煤掺烧掺配。每天及时分析入炉煤质化验结果，严禁控制含硫大于2%的煤入炉，防止加重空预器冷段SO3结露引起酸腐蚀，进而影响空预器烟气通流面积而造成堵塞。

加强对暖风器系统的调整和维护。在冬季，机组正常运行中，应加强调整与检查，避免暖风器的漏泄。如果暖风器停运行，一定要将其彻底隔绝并进行吹扫，并且将存水全部放尽，防止暖风器被冻裂。在锅炉启停过程中热负荷较低、高压加热器停运、环境温度低于5℃等因素造成排烟温度偏低时，应及时投入一二次风暖风器，以确保空气预热器冷端综合温度在规定范围内。

5 结语

空气预热器的堵灰和腐蚀是两个同时存在并相互促进地过程，其在燃煤电厂大型机组的运行中频繁发生。想要彻底地消除堵灰和腐蚀，不仅需要设备结构和运行调整合理化，而且还需要对其形成机理深入进行分析，以寻求更好、更有效的解决方法。

参考文献：

[1]许敏，刘夏青.回转式空气预热器堵灰及腐蚀的原因分析及预防.科学与财富，2011年第3期.

[2]滕志毅.关于如何防止回转式空预器堵灰的探讨.企业技术开发（下半月），2010，29（6）.

[3]刘海龙.回转式三分仓空气预热器堵灰分析及预防.节能，2009，28（11）.