锅炉空气预热器着火原因分析与防控策略培训

锅炉空气预热器着火原因分析与防控策略培训CONTENTS目录01空气预热器概述02空气预热器着火事故现状与危害03空气预热器着火原因深度分析04着火事故的预防措施CONTENTS目录05着火事故的应急处理策略06防控体系建设与管理优化01空气预热器概述空气预热器的定义与作用空气预热器的定义空气预热器（airpre-heater）是锅炉尾部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前的空气预热到一定温度的受热面，是一种用于提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗的设备，简称空预器。空气预热器的核心作用其核心作用是利用锅炉尾部烟气携带的热量，通过散热片传导给进入锅炉前的空气，将空气预热到一定温度，从而提高锅炉热效率，降低排烟损失。改善并强化燃烧经过预热后的空气进入炉内，能加速燃料的干燥、着火和燃烧过程，保证锅炉内的稳定燃烧，提高燃烧效率。强化传热与降低排烟温度由于炉内燃烧改善和热风温度提高，炉内平均温度水平上升，强化辐射传热；同时降低排烟温度，根据经验，空气温度每升高1.5℃，排烟温度可降低1℃，锅炉热效率可提高7%-7.5%。作为燃料干燥剂热空气可作为燃料干燥剂，对于层燃炉，可使用水分和灰分较高的燃料；对于电站锅炉，是制粉系统的重要干燥剂和煤粉输送介质。空气预热器的主要类型

01板式空气预热器由1.5-4mm薄钢板焊接成矩形盒子，多组拼接而成。烟气自上而下通过盒子外侧，空气横向通过内部并转弯向上，形成逆向流动以提高传热效率。但因耗钢多、结构不紧凑、焊缝易渗漏，目前已很少采用。

02管式空气预热器以薄壁钢管为主要传热部件，钢管垂直交错排列，两端焊接于管板。烟气顺钢管上下流动，空气横向通过管间。其密封性好、传热效率高、易于制造加工，广泛应用于电站及工业锅炉，但存在体积大、易堵灰、难清理及烟气进口处易磨损的缺点。

03回转式空气预热器属再生式预热器，分受热面转动和风罩转动两种类型，电站锅炉常用受热面旋转式。其利用烟气和空气交替通过金属受热面传递热量，具有体积小、重量轻、传热元件允许较大磨损的优点，适合大型锅炉；但结构复杂、消耗电力且漏风量较大。回转式空气预热器工作原理

核心结构组成主要由圆筒形转子、固定外壳及驱动装置构成。转子内装有蓄热板，被分为多个仓格，实现烟气与空气的热量交换。

热量交换过程转子缓慢旋转，烟气进入烟气侧时，蓄热板吸收热量；旋转至空气侧时，将热量传递给进入锅炉前的空气，完成热量回收。

常见仓格类型应用电站锅炉较常采用三分仓式，通过扇形板和轴向密封板分隔烟气、二次风、一次风；四分仓式多用于循环流化床锅炉。空气预热器在锅炉系统中的重要性

提升锅炉热效率空气预热器利用烟气余热加热进入锅炉的空气，降低排烟温度。经验数据显示，空气温度每升高1.5℃，排烟温度可降低1℃；若将空气预热150-160℃，排烟温度可降低110-120℃，锅炉热效率可提高7%-7.5%，节约燃料11%-12%。

改善并强化燃烧过程预热后的空气能加速燃料的干燥、着火和燃烧，保证锅炉内稳定燃烧，提高燃烧效率。对于层燃炉，热空气可使用水分和灰分较高的燃料；对于电站锅炉，热空气是制粉系统的重要干燥剂和煤粉输送介质。

强化炉内传热因炉内燃烧改善和热风温度提高，炉内平均温度水平上升，可强化炉内辐射传热，进一步提升锅炉整体的热交换性能。

降低锅炉运行成本通过提高热效率、节约燃料，直接降低了锅炉的运行成本。同时，减少了化学不完全燃烧损失和排烟损失，提升了锅炉运行的经济性。02空气预热器着火事故现状与危害国内外空预器着火事故统计分析国际空预器着火频率概况据统计，容克式空气预热器每运行6×106小时会出现一次着火，即平均每年约800台运行的这种空预器中有一台着火。国内空预器着火事故趋势近几年国内火电厂连续发生数次大型燃煤锅炉容克式空预器着火事故，造成了严重的设备损坏和经济损失，着火频率相对国际统计数据偏高。事故高发阶段特点空预器着火事故多发于机组启动调试阶段，此阶段设备故障率高、启停频繁、低负荷运行时间长，易导致未燃尽可燃物沉积。典型着火事故案例解析

案例一：辽宁华锦化工BF-1101B炉二次燃烧事故2004年1月，该公司开工锅炉BF-1101B回转式空气预热器（GAH）因多次点火吹扫失败，导致未燃尽可燃物沉积，最终引发二次燃烧。事故造成换热元件冒烟着火，支撑板烧红，蓄热板熔化变形脱落，转子因过热产生明显位移，漏风严重，电机频繁超载跳闸。

案例二：调试阶段制粉系统投运后着火事故某采用微油点火方式的锅炉，在投粉后约8小时内，飞灰含碳量高达40%。启动制粉系统后，空预器入口烟温逐步升高，沉积的未燃尽沉积物着火，引起空预器电流波动，约2.5小时后就地发现明火。此案例表明调试阶段因燃烧不充分、烟速低，极易引发空预器着火。

案例三：长期低负荷运行导致的着火事故某机组因长期低负荷运行，燃烧不稳定，烟速偏低，未燃尽可燃物在空预器波纹板上大量沉积。同时，为提高热效率而降低尾部过剩空气量，导致燃料缺氧燃烧不完全。最终在锅炉负荷升高时，沉积可燃物因高温烟气加热达到燃点引发着火，造成空预器严重烧损。着火事故造成的设备损坏与经济损失

传热元件烧损与变形空预器蓄热元件由薄钢板组成，排列紧密，着火燃烧释放的高温会导致其烧损、熔化变形甚至脱落，如某事故中蓄热板多半因严重过热而熔化变形，部分脱落在烟道内。

密封系统失效与漏风加剧着火会造成空预器转子严重过热产生明显位移，导致密封片与扇形板过渡卡磨、密封间隙异常，进而使漏风严重，影响锅炉运行效率，如某案例中转子位移后电机频繁超载跳闸。

驱动及辅助系统损坏燃烧产生的热量可能烧损周边支撑板，高温还会导致电机过载、轴承损坏，甚至使空预器抱死停转，如某事故中空气预热器换热元件冒烟着火，支撑板被烧得通红，最终导致空预器停车。

直接经济损失与间接成本增加事故不仅需要更换烧损的传热元件、密封件等设备，还可能导致机组停运，影响发电计划。如国内某火电厂大型燃煤锅炉空预器着火，造成严重损失，包括设备维修费用、停运期间的电量损失及检修工期延误等。着火事故对机组安全运行的影响直接设备损坏空预器着火可导致蓄热元件烧损、熔化变形甚至脱落，支撑板通红损坏，转子因过热产生明显位移，严重时需停炉检修或更换设备。机组被迫停运与工期延误着火事故发生后，往往需要紧急停炉处理，导致机组非计划停运，影响发电计划完成，尤其在调试阶段可能造成工期延误，增加成本。加剧漏风与运行经济性下降着火导致空预器密封系统损坏，漏风系数增大，送引风机电耗增加；同时传热效率降低，排烟温度上升，锅炉热效率下降，增加燃料消耗。引发次生故障风险高温可能烧毁周边电缆、保温层，转子抱死导致电机过载跳闸，处理不当还可能引发烟道二次燃烧，扩大事故影响范围。03空气预热器着火原因深度分析可燃物沉积的形成条件01燃烧不完全产生未燃尽可燃物锅炉点火（油点火）及长期低负荷运行（投油）时，若燃烧调整不当，如油压或雾化汽压不适当、汽孔油孔堵塞、配风不合理等，会导致燃料燃烧不完全，产生凝结油雾和未燃尽可燃物，随烟气进入空预器。02空预器结构特性利于沉积空预器传热元件由薄板组成，排列密集，单位体积受热面高，其下部金属温度低，尤其在低负荷运行时最低，极易使未燃尽可燃物在此区域（中层下部及冷端）堆积。03特定运行工况加剧沉积机组调试周期过长、设备故障多、运行调试人员经验不足导致烧油过多且燃烧不好；长期低负荷运行、锅炉启停次数多；点火器漏油等情况，均会使大量未燃尽可燃物沉积在空预器上。04吹灰效果不佳促进沉积锅炉启动和低负荷运行时，因吹灰介质汽压、汽温不足，过热度低，导致吹灰器未能有效投入，无法及时清除积灰，使得未燃尽可燃物持续沉积。燃烧不完全的主要影响因素

燃料品质与雾化效果不佳燃料组分过重、黏度高、自燃点低，燃烧时易析碳；油压或雾化汽压不当，汽孔、油孔堵塞，导致油枪雾化不良，大分子油滴含量高，未燃尽油粒易沉积。

配风与运行工况不合理风量不足、配风比例失衡，或低负荷运行时间过长、烟气流速偏低，炉膛温度分布不均，燃料燃烧稳定性差，未燃尽可燃物易在空预器蓄热元件上沉积。

设备故障与调试操作问题机组设备故障多、调试周期过长，燃烧调整经验不足；点火器漏油、油枪堵塞或漏风，导致燃烧不完全；频繁启停锅炉，加剧未燃物堆积风险。

制粉系统与煤质影响煤粉过粗、制粉系统出口风粉混合物温度控制不当，或煤质偏离设计要求，均会降低燃尽率，使未燃煤粉随烟气进入空预器区域沉积。吹灰系统失效的原因分析

吹灰介质参数不达标启动初期吹灰介质的汽压和汽温不足，过热度低，导致吹灰效果不理想，无法有效清除空预器上的积灰和未燃尽可燃物。

吹灰器机械故障吹灰器行程异常，未能覆盖全部蓄热元件，存在吹扫死角；或吹灰器卡涩、损坏，无法正常投入运行，导致积灰无法及时清除。

吹灰制度执行不到位在锅炉启动、低负荷运行或煤油混烧等关键时期，未按规定增加吹灰次数；正常运行时未定期吹灰，导致可燃物逐渐堆积。

吹灰器选型或安装问题吹灰器设计不合理或安装偏差，导致蒸汽或压缩空气喷射角度、覆盖范围不足，无法有效吹扫空预器受热面。低温腐蚀与积灰的促进作用

低温腐蚀的形成机理空气预热器冷端金属温度低，当燃料含硫量高时，烟气中的SO2和SO3与水蒸气反应生成亚硫酸或硫酸蒸汽，当壁温低于酸蒸汽露点时，硫酸蒸汽凝结在受热面上，造成金属壁面低温腐蚀。

积灰的产生与粘结低温腐蚀产生的酸性液体粘结烟气中的灰分，导致空预器受热面积灰。同时，空预器传热元件排列密集，单位体积受热面高，在低负荷运行时烟速偏低，更易使灰分沉积。

腐蚀与积灰的相互加剧效应腐蚀使受热面表面粗糙，促进灰分进一步沉积；积灰覆盖受热面，阻碍传热，导致壁温进一步降低，加剧腐蚀。二者形成恶性循环，减小通流截面，恶化传热，增加送、吸风机电耗，严重时需停炉检修。启停及低负荷运行的特殊风险

燃烧不完全加剧可燃物沉积启停及低负荷时炉膛温度低，燃烧不稳定，易导致煤粉、油雾等未燃尽可燃物随烟气进入空预器。调试阶段投粉1小时后飞灰含碳量可达40%，为着火提供物质基础。冷端金属温度低促进积灰低负荷运行时空预器冷端金属温度最低，易导致烟气中凝结油雾和灰分沉积。传热元件排列紧密，单位体积受热面高，沉积可燃物难以清除，形成着火隐患。吹灰介质参数不足影响吹灰效果启动初期吹灰蒸汽压力、温度不足，过热度低，吹灰效果不理想。长期低负荷运行时，若吹灰不及时或参数不达标，可燃物沉积量将显著增加，增加着火风险。设备启停频繁加速沉积过程频繁启停导致锅炉燃烧工况波动大，烟气流速时高时低，未燃尽可燃物易在空预器蓄热元件间隙沉积。调试期间机组故障多、启停次数多，进一步加剧沉积风险。04着火事故的预防措施启动前的全面检查要点系统内部杂物清理

锅炉首次启动前，需对锅炉内部、烟风道及空预器等进行详细检查，清除保温棉、木板、焊条、焊渣、铁丝等杂物，经制造、施工、业主、监理、调试、运行等各方验收合格后方可启动。烟风挡板功能检查

检查回转式空预器出入口烟风挡板，确保其能通过DCS操作实现全开和严密关闭，保障启动后能有效控制烟风流量。消防系统备用状态确认

空预器消防水泵应启动备用，确保消防水系统处于良好备用状态，具备随时投入灭火的条件，为突发火情提供保障。吹灰器有效性检查

检查空预器吹灰器的行程，重点关注中心筒及转子边缘位置，确保所有蓄热元件都能被吹扫到，无死角；若条件允许，可通蒸汽实际观察吹扫效果。燃油系统严密性检查

燃油雾化蒸汽管道进汽前，检查蒸汽管道至重油管道的吹扫阀是否严密，防止蒸汽进入燃油造成燃油带水；按启动规程进行油泄漏试验，确保各油角阀严密，防止燃油漏入锅炉。运行中的燃烧优化调整燃油雾化与燃烧控制采用轻、重油二级点火方式时，需保证燃油温度和油压在设计范围内，油枪投入后应就地观察雾化情况，通过调整二次风挡板开度确保燃烧完全。发现油枪雾化不良应立即停用清理。煤粉燃烧效率提升制粉系统投入后，通过调整煤粉细度、出口风粉混合物温度及合理配风提高燃烬率。等离子或微油点火时，维持一次风速18-20m/s，投用一、二次风暖风器提高风温。辅助蒸汽参数保障维持辅助蒸汽压力在0.7-0.9MPa，温度250℃以上，确保吹灰介质参数合格，为有效吹灰提供条件。吹灰策略动态调整锅炉负荷低于25%额定负荷时应连续吹灰；负荷大于25%时至少每8h吹灰一次；烟气侧压差增加或低负荷煤、油混烧时应增加吹灰次数。吹灰系统的规范运行与维护吹灰介质参数控制运行中需确保吹灰介质参数合格，辅助蒸汽压力维持在0.7～0.9MPa，温度250℃以上，保证过热度，避免因汽压、汽温不足导致吹灰效果不理想。吹灰频率与时机设定锅炉负荷低于25％额定负荷时应连续吹灰；负荷大于25％额定负荷时至少每8h吹灰一次；当空预器烟气侧压差增加或低负荷煤、油混烧时，需增加吹灰次数。吹灰器运行检查定期检查吹灰器行程，确保中心筒及转子边缘位置无死角，所有蓄热元件均能被吹扫到。具备条件时，可通蒸汽实际观察吹扫效果，防止因卡涩、堵塞影响吹灰。停炉后吹灰与清洗锅炉停运后，若较长时间低负荷燃油或煤油混烧，应利用停炉机会检查空预器受热面，必要时进行碱洗及通风干燥；停炉7天以上需检查受热面积灰，及时清理。火灾报警系统的选型与应用

传统热电偶报警系统的局限性传统热电偶安装于烟气侧出口烟道，结构简单、投资少，但响应慢，报警时火灾往往已发展到一定程度，错过最佳处理时机。

红外热点探测系统的优势红外热点探测系统采用红外线测温技术，可测量受热元件内部温度，当热点温度在150～200℃时触发报警，能在达到金属着火温度前预警，为灭火争取时间。

火灾报警系统的应用要点应确保火灾报警系统可靠投入，当系统发出报警时，需立即安排人员就地检查，并结合空预器电流、进出口差压、烟风温度等参数综合判断，及时采取措施。停机后的检查与清洁保养停运时机控制锅炉停运后，需待空预器入口烟温降至150℃以下时方可停运空预器，防止高温导致内部可燃物自燃。受热面检查周期锅炉停炉7天以上时，必须对空预器受热面进行检查；长期低负荷燃油或煤油混烧后，也应利用停炉机会重点检查中层和下层传热元件。沉积物处理措施若发现受热面存在挂油垢或积灰堵塞现象，应及时进行清理；必要时采用碱洗去除顽固油垢，并进行充分通风干燥。消防及辅助系统检查利用停炉机会对空预器消防装置（如消防水泵、喷淋系统）进行检查和试验，确保灭火设施完好；同时检查吹灰器行程及喷嘴状态，保证下次启动时可靠投用。05着火事故的应急处理策略着火初期的判断与响应流程

着火初期的典型现象识别排烟温度迅速升高且进出口烟温偏差极小；烟道尾部过剩空气系数和氧含量降至零；烟囱不正常冒黑烟，严重时空预器处烟道四周保温层有烟气串出；空预器电机超电流或过载跳闸。

现场检查与确认步骤火灾报警系统发出报警后，立即安排人员就地检查；调取空预器电流、进出口差压、一二次风及烟气温度等运行参数分析；通过人孔视镜观察空预器内部是否有冒烟、火光等现象。

初期响应措施立即启动吹灰系统进行灭火，关闭热风再循环门（或停止暖风机运行）；密切观察排烟温度及空预器电流变化，根据情况降负荷运行；若空预器电流摆动幅度较大，紧急提升扇形板至上限。紧急停炉操作要点立即切断燃料供应确认空预器着火后，立即手动MFT（主燃料跳闸），停止向炉膛供应所有燃料，包括煤粉、燃油等，防止火势进一步扩大。停运相关风机并隔离系统停运同侧送风机、引风机和一次风机，关闭空预器进出口烟风挡板及一、二次风联络挡板，实现对着火空预器的密闭隔绝，阻止空气进入助燃。维持空预器运行与消防投入保持空预器运行，投入蒸汽吹灰系统进行灭火。若排烟温度持续上升且发现明火，立即启动消防喷淋水或消防水系统，直至内部温度降至安全水平。紧急停炉后的检查与确认灭火后，确认空预器内无火源，关闭消防系统，放尽余水。对转子、密封装置及传热元件进行全面检查，确认无损坏后方可考虑重新启动。灭火系统的正确投用方法

蒸汽吹灰灭火的启动时机与操作确认空预器着火初期，应立即启动蒸汽吹灰系统连续吹扫，利用高温蒸汽扑灭火源并清除可燃物。吹灰介质需保证0.7-0.9MPa压力及250℃以上温度，确保吹扫效果。消防水系统的紧急投用步骤当排烟温度持续升高或出现明火时，立即停止同侧送引风机，关闭烟风挡板隔离空预器，启动消防水泵向内部喷淋灭火。若冲洗水泵失效，可接入厂区消防水系统补充水量。灭火过程中的转子维持措施灭火期间必须保持空预器持续运行（或气动马达驱动），防止转子因局部过热变形卡涩。若电机跳闸，应立即手动盘车，确保转子均匀冷却。灭火后的检查与确认流程待空预器金属温度降至正常水平，打开人孔门检查内部火源是否彻底消除。确认灭火后关闭消防水，放尽余水并通风干燥，经全面检查无损坏后方可重启。事故隔离与现场安全控制紧急停炉与系统隔离确认空预器着火后，立即手动MFT（主燃料跳闸），停止送、引风机运行，关闭空预器进出口烟风挡板及一二次风联络挡板，实现物理隔离，防止火势蔓延。消防系统启动与灭火操作投入空预器蒸汽吹灰系统进行初期灭火，若排烟温度持续上升或发现明火，立即启动消防喷淋水或消防水系统，直至内部温度降至安全水平；灭火期间保持空预器运行或气动马达驱动，避免转子变形。现场人员安全防护与撤离现场人员需佩戴防护用品（如隔热面罩、耐高温手套），保持安全距离；明确撤离路线，禁止在高温、浓烟区域停留，防止烫伤、窒息等次生事故。周边设备保护与警戒设置对空预器周边电缆、保温层等易燃物进行浇水降温；设置警戒区域，禁止无关人员进入，防止灭火操作对其他设备造成影响或人员误闯入危险区域。灭火后的检查与设备恢复

彻底确认火源熄灭停止消防系统后，需确认空预器内部温度已降至安全水平，打开人孔门检查，彻底消除任何残余火源，防止复燃。

全面检查设备损坏情况对转子、蓄热元件、密封装置、支撑板等进行检查，查看是否有烧损、熔化变形、脱落或卡磨等现象，评估损坏程度。

清理与干燥处理待余水放尽后，关闭所有疏水门。若进行过水冲洗，需对空预器进行通风干燥，避免内部受潮腐蚀。

设备修复与重启条件评估根据检查结果，对受损部件进行修复或更换。确认所有设备正常、无隐患后，方可重新启动空预器，逐步恢复锅炉运行。06防控体系建设与管理优化岗位职责与安全培训要求

运行人员岗位职责负责空预器运行参数（电流、差压、温度）实时监控，发现异常立即处理；严格执行吹灰器投运规定，低负荷时加强吹灰；参与燃烧调整，确保燃料充分燃烧，减少未燃物沉积。

检修人员岗位职责定期检查空预器传热元件、密封间隙及吹灰系统