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空预器差压大且堵灰的原因分析及对策薛恩来（山西大唐国际临汾热电有限责任公司，山西临汾，041000）摘 要：机组启动、油枪投运、煤油混燃、空预器低温腐蚀等诸多因素，会不同程度地引 起空预器差压增大，时间久之，会造成空预器堵灰及磨损现象发生，严重影响机组的安 全性和经济性。分析了空预器差压大且堵灰的原因，探讨了预防的对策。 关键词：锅炉；空预器；差压；吹灰器堵灰；scr；脱硝中图分类号：tm621.2文献标识码：a山西大唐国际临汾热电有限 公司 2300 mw 机组，1 号机组于 2010 年 11 月 投 产 ，2 号 机 组 于2010 年 12 月投产。锅炉为哈尔滨 锅炉有限公司制造，型号为 hg 1092/17.5ym28；采用 2 台由青 岛豪顿华公司生产制造的三分仓 容克回转式空气预热器，型号为表 2 临汾热电 1 号锅炉暖风器堵塞前后参数对比时间a/b 一次风机暖风器a/b 送风机暖风器机组 负荷/mw煤量（/ t-1一次风机电流/a送风机电流/a入口风 压/kpa出口风 压/kpa差压/kpa入口风 压/kpa出口风 压/kpa差压/kpaabab05-02t15:00a9.948.960.982.651.910.7426515099.393.84450.7b9.418.690.722.41.430.9705-19t20:00a9.819.080.811.891.60.2926315610495.638.443.8b9.088.70.381.741.290.45h ）29vnt2180，每台空预器配置 2 支吹灰器，烟气侧上下各 1 只，吹 灰器为半伸缩蒸汽型吹灰器，蒸汽汽源压力为 1.2 mpa1.5 mpa， 温度 300 350 。采用选择性催化还原反应（scr）脱硝，整套 脱硝装置主要由 scr 反应区和氨站区两个区域组成。催化剂为 瑞基公司制作所生产的蜂窝式催化剂，用气态纯氨作还原剂，与 烟气中的 nox 进行反应生成氮气和水，从而降低烟气中的 nox 排放。1空预器差压大且堵灰的原因分析1.1 空预器差压大及堵灰现象 随着机组连续运行时间的增加，1 号炉空预器入口烟气温度不变，排烟温度偏差增大，要在 b 送风机动叶内加入偏置以减少 排烟温度偏差，说明 a 侧空预器堵灰严重。空预器烟气差压不断 升高，最高达 2.5 kpa，引风机电流增加，严重时会造成引风机出 力不足、送风机出口压力升高而引起风机失速或喘振。5 月 7 日 暖风器清理后，风机单耗有所下降。表 1 为临汾热电 1 号锅炉空 预器堵灰前后参数对比表、表 2 为临汾热电 1 号锅炉暖风器堵 塞前后参数对比表。表 1 临汾热电 1 号锅炉空预器堵灰前后参数对比1.2 空预器堵灰原因（1）锅炉燃煤煤种不符合设计要求。锅炉燃料为临汾市周边 煤矿及洗煤厂供应的洗中煤和原煤，若煤种含硫量过高会引起 烟气露点的降低，导致空预器冷端结露而造成腐蚀；燃煤发热量 过低，会造成燃煤量、烟气流量增加，增加了空预器阻力；燃煤中 灰分过高，会造成锅炉各受热面的积灰和磨损，易使空预器积 灰，在同样负荷下锅炉燃煤量大幅增加。（2）锅炉启动时制粉系统投入不当。锅炉启动过程中，采用 小油枪点火，启动 a 磨煤机，炉膛温度低，煤粉燃烧相对较差，势 必造成飞灰可燃物大量增加，同时油枪投运时未燃尽油污及未 燃烧煤粉进入空预器增加了堵灰的发生。时间空预器出 入口烟气 差压/kpa空预器出 入口二次 风差压/kpa引风机 电流/a排烟温度/机组 负荷/mw煤量/（t h-）1abababab05-02t15:001.751.171.210.78203.6206.8127.5140.726515005-19t20:001.771.060.930.68206207139.9139.5263156（3）空预器吹灰介质未达到设计值。锅炉长吹、短吹及空预 器吹灰汽源来自后屏过热器出口联箱，蒸汽温度由减温装置控 制。豪顿华空预器说明书中吹灰器阀前压力要求 1.5 mpa（此压 力对应的饱和温度为 197.36 ），蒸汽阀前温度 300 350 ， 空预器吹灰蒸汽至少应有 111 130 的过热度。吹灰蒸汽压 力过低会使空预器积灰不易吹尽；空预器吹灰器故障，吹灰不正 常；吹灰蒸汽减温减压阀如调节性能不好，虽通过手动调整吹灰 减温水手动门，锅炉空预器吹灰蒸汽过热度仍未达到要求，致 使蒸汽带水，减弱吹灰的效果。（4）吹灰蒸汽阀门不严泄漏。锅炉空预器因吹灰蒸汽进汽 阀不严，水蒸气漏入空预器内部，导致空预器堵灰。故此，在每 次停炉时，对空预器吹灰进汽阀和吹灰枪进行检查处理，避免 空预器堵灰发生。（5）空预器水冲洗不彻底。停炉后，要进行空预器水冲洗， 保证空预器完全冲洗干净。如冲洗不彻底，换热元件上残留部分垢物，在锅炉下次启动后很容易粘贴大量灰粒，带负荷运行时 将变成硬块，下次冲洗时，这些硬块很难清除掉。（6）省煤器灰斗及输灰管道不通畅。锅炉省煤器下方设计 4 个灰斗与电除尘器 a 侧 4 个灰斗共用一根输灰管线，采用先进 的多泵串联制正压浓相气力输送系统，输送至灰库（见图1）。根据 省煤器进出口压力，可判断仓泵、输灰管线是否堵塞。图 1 除灰系统图（7）空预器入口一、二次风暖风器泄漏及堵塞。暖风器一旦 泄漏会使进入空预器的空气湿度增加，加剧空预器的腐蚀和堵 灰；春季杨柳絮开始大面积飘落，造成暖风器堵塞；暖风器停运， 致使排烟温度降低，冷端综合温度不能保持在 148 以上，导致 空预器低温段腐蚀，严重时空预器堵灰。（8）空预器冷端综合温度达不到设计值要求。低温腐蚀和堵 灰一般发生在空预器冷端，不同煤种、不同工况，其最低冷端综 合温度的要求是不相同的。在任何负荷下空预器的冷端综合温 度大于最低冷端综合温度，这时可及时投入空预器入口一、二次 风暖风器。若灰成分比较坚硬，堵灰后通过吹灰根本无法将其吹 掉。（9）锅炉总风量、锅炉受热面泄漏及机组负荷的影响。总风 量过大会增加烟气的流量，增加空预器差压；锅炉受热面泄漏， 使烟气带水，导致灰分易在空预器中积存；机组负荷的变化会引 起烟气流量的变化，导致空预器差压变化。（10）机组脱硝系统的投运不当。1 号炉 2012 年 4 月脱硝系统投入后，空预器差压增大，最大达到 2.5 kpa，严重超出规程规 定值 1.2 kpa。由于喷氨格栅破损，致使喷氨的均匀性遭到严重破 坏，造成氨逃逸量增加，过量的氨气约在 320 以下，烟气中的 so3 和 逃逸的氨反应，形成硫酸氢铵和硫酸 铵（nh4hso4、（nh4）2so4）。nh4hso4 沉积温度 150 230 ，黏度较大，加剧对空气预热器换热元件的堵塞和腐蚀使排烟温度升高，空气预 热器烟/风压差增加，空气预热器漏风有所增加，脱硝系统喷氨格 栅破损严重（见图 2）。图 2 已破损的脱硝系统喷氨格栅2空预器堵灰预防措施（1）减少 so3 的生成。输煤系统主要包括卸煤系统、储煤系 统、输煤皮带系统、配煤系统等，其中卸煤系统为汽车卸煤，储煤 系统通过全封闭圆形煤场堆取料机实现。加强入厂煤含硫量的 控制，通过对不同含硫量的煤种进行混、配，防止高硫燃料集中 进入锅炉。（2）锅炉点火前，尽量满足着火能量。机组每次停运时，尽量 将底层（a、b）磨煤机原煤斗中的煤烧空，下次机组启动前将该原 煤斗配上发热量大于 18 840.6 kj/kg 以上、挥发分较高的煤种，采 用小油枪点火，启动初期煤量不要加太多，待燃烧稳定后，通过 旁路系统，按升温升压曲线，逐渐加煤量，投入空预器连续吹灰， 避免空预器堵灰现象发生。（3） 定期对空预器进行吹灰且保证吹灰蒸汽温度要有足够 的过热度。正常运行中每 8 h 吹灰一次，如果燃烧条件差，空预器 堵灰，空预器烟气侧差压增加或低负荷煤、油混烧时，应增加吹 灰次数。吹灰程序控制必须采取疏水温度控制，保证吹灰器有足 够的疏水时间，避免因疏水时间短，造成蒸汽带水，确保空预器 吹灰效果；否则，经过论证进行疏水管路改造。如果蒸汽带水，水 与烟气中的 cao 生成硬而黏的“水泥状”物黏附在换热元件上， 随着时间的推移会越来越硬，同时各种沉积物又极易在上面集 聚而变得不易清除。（4）高压水冲洗要彻底。机组每次停炉时间超过 7 天，即安 排对空预器进行高压水冲洗。安装 scr 脱硝工艺的空预器在防 止低温段腐蚀、积灰堵塞和清洗方面需要进行特殊设计。为防止 由于空预器脏污使传热效果降低，或空预器堵塞导致被迫停炉 事件的发生，空预器低温段传热元件应采用搪瓷表面传热元件。 一方面是搪瓷表面可以隔离腐蚀物与金属接触，其表面光洁，易 于清洗；另一方面是搪瓷层稳定性好，耐磨损，使用寿命长。通过 抽检中温端换热元件干净程度或在空预器上下端用手电筒的光 束进行对射来检查，以确定冲洗质量是否合格。在冲洗过程中， 进行取样化验并分析。冲洗结束后一定要进行充分干燥，否则比 不清洗危害更大。（5）加强省煤器输灰系统管理。锅炉运行中，加强省煤器灰 斗料位、压缩空气气源压力以及阀门状态管理，一旦发现高料 位、低料位，加强缩短循环时间，加大进料时间，及时联系检修进 行处理。（6）冬季加强暖风器综合治理。在停机时，对暖风器进行打 压查漏，同时对暖风器疏水管道、各组暖风器供汽方式等进行改 造，防止因暖风器疏水不畅通引起振动而导致内漏。建议锅炉暖 风器处增加玻璃观察窗，以方便运行过程中检查暖风器是否内 漏。临汾热电一次风和二次风暖风器共用一个调节门，其疏水一 路排至定期扩容器，另一路排至空冷岛排汽装置。冬季，环境温 度低，要及时投入空预器入口一、二次风暖风器，通过提高空预 器空气入口温度来提高空预器冷端综合温度。此时，其疏水要回 收利用，由于蒸汽流量分配不均，疏水流量分配也不均，所以易 造成疏水管道振动，空冷岛过冷度增加，真空下降，空冷岛风机63电耗增加。为了避免上述现象发生，建议对锅炉暖风器系统进行 改造（见图 3）。图 3 改造后的锅炉暖风器系统（7）scr 脱硝系统在运行过程中，催化剂和空预器积灰堵塞 在所难免，必须加强 scr 反应器区域和空预器的吹灰，尤其应加 强空预器低温段的吹灰。发现烟道阻力增大时，及时对催化剂进 行清理，发现空预器进、出口差压增大，应及时水冲洗。（8）对损坏的氨喷嘴进行更换或修复，在易磨损处加装防护 瓦。（9）严格控制氨的逃逸率。第一，合理组织制粉系统运行方 式，尽可能提高底层制粉系统出力，减少多台磨煤机少煤量运行 情况的发生，提高煤粉浓度。定期对磨煤机进行煤粉细度化验， 根据化验结果及时调整磨煤机分离器挡板。调整煤粉细度在规 定的范围内，保证煤粉在炉膛内燃烧的快速性和充分性。第二， 加强巡检，观察炉内着火情况。如炉内火焰白并刺眼，显示炉内 主燃烧区过量空气系数明显偏大，为氮氧化物生成创造了氧化 性气氛；及时调整主燃烧区入炉空气量，适当关小燃烧区辅助 风、周界风风门开度，保证二次风风压在 450 pa 以上；燃尽风开 度对飞灰和 nox 排放浓度均有较大影响，适当降低一、二次风量，既降低燃烧富氧区，增大燃尽风开度来补充氧量，避免飞灰大幅度上升，又降低 scr 脱硝装置入口 nox 指标，从而保持机组 运行的经济性。第三，加强对 scr 脱硝装置后烟气分析试验工 作，确定脱硝入口不同 nox 指标所对应的喷氨调整门开度。加强 脱硝装置 cems 的维护工作，确保脱硝进、出口 nox 数据的准确 性，为运行人员提供可靠的调整依据。加强 nox 数据监控，同时每日进行耗氨量对比，避免过量喷氨情况。第四，对所有二次风 小风门进行检查和必要的维护或更换。各层二次风和周界风风 量需要精确调控其小风门开度的准确程度和密封是否严密将直 接影响锅炉 nox 排放的性能。第五，防止燃煤硫分过大及 scr 催化剂失效。为维持脱硝效率，过量氨气喷入导致空预器堵塞，引风机电流增大，在燃煤硫分大于 4 000 mg/m3 时，应适当减少喷氨 量。第六，电袋除尘器在预涂灰、锅炉点火、煤油混燃时，要及时 将脱硝反应器声波吹灰系统、稀释风机投入运行，保证脱硝反应 器清洁，不至于 aig 喷嘴堵塞、催化剂失效。引风机停止运行后， 及时将脱硝反应器声波吹灰系统、稀释风机停止运行，并及时调 整声波吹灰系统压缩空气的压力在 0.5 mpa。为了防止压缩空气 中的水分腐蚀声波吹灰器的鼓膜，每日每班对声波吹灰器压缩 空气缓冲罐进行排污。第七，严格控制一次风率和一次风速。磨 煤机入口一次风量偏大，出口风速高，造成煤粉入炉后风煤比偏 大，致使氮氧化物生产率高。将一次风速调整降低至设计值后， 氮氧化物排放量将明显降低，主要参考分离器出口风速、风压， 磨煤机入口风量、风压，以及冷热风门开度等参数，在保证不堵 磨的情况下，将一次风量、风速尽可能地降低到设计值，同时及 时调整一次风母管压力及一次风总量。3结语认真分析设备运行参数，通过参数变化分析设备存在问题， 能够有效地防止空预器堵灰现象发生。保证吹灰器蒸汽参数品 质合格，根据机组工况及时投入空预器吹灰，为空预器换热元件 的清洁度提供必要条件。根据环境温度，加强对暖风器的运行维 护及检修管理工作。参考文献1 大唐国际发电股份有限公司. 全能值班员技能提升指导丛 书：锅炉分册m.北京：中国电力出版社，2008.（责任编辑：张 瑛）第一作者简介：薛恩来，男，1975 年 10 月生，1997 年毕业于 哈尔滨电力学校电厂热能动力设备专业，助理工程师，技师，山 西大唐国际临汾热电有限责任公司，山西省临汾市，041000.cause analysis on and countermeasures for greater differential pressure and ash fouling of air preheaterxue