摘 要 :节能、降耗、减排成为社会的主题，如何解决充分利用设备的特性、提高能源利用效率是发展的主要方向，在这样的情况下，研究如何保证和提高空预器充分利用热能，减少热损失，保障其运行效率，是提高锅炉效率的主要手段。本文对渭河煤化工集团循环流化床锅炉管式空预器漏风的现象、原因的分析和改造技术的总结，提供借鉴经验，预防事故，提高热能的利用率，保证锅炉长周期安全稳定运行。
关键词: 循环流化床；空预器；管式空预器漏风
1.循环流化床锅炉的特点及运行过程中存在的问题
循环流化床锅炉具有：可适用于任何煤种,燃烧效率高，炉渣综合利用率， NOx排放低，能在燃烧过程中方便和廉价地进行脱硫，以及体积小等优点。但是通过对我国已投产循环流化床锅炉试运行情况的多次调研，结果显示循环流化床锅炉在试运行中也反映出一系列问题，如生产经验少，高温烧蚀，冲刷磨损，四管泄漏，床上大面积结焦，空预器漏风，耐火耐磨材料脱落等问题。这些问题大多来自循环流化床锅炉的设计、制造、安装、调试、电站系统设计和筹建方决策等方面，进一步影响到循环流化床锅炉的发展与应用，而循环流化床锅炉大多采用的是管式空预器，管式空预器漏风影响循环流化床锅炉的长周期安全稳定运行。
2. 空气预热器的原理及作用
空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备，它装在锅炉垂直对流烟道的尾部，它是整个锅炉机组中金属温度最底的受热面，也是锅炉沿烟气流程的最后一个受热面。
空气预热器是现代锅炉的重要组成部分。它有以下几个方面作用：
(1)进一步降低排烟温度，提高锅炉效率。现代火力发电厂，给水在进入省煤器之前就已经具有相当高的温度（150～250℃）。这样，通过省煤器已无法将烟气冷却到合乎经济要求的温度，而加装空气预热器后，由于其进口的冷空气温度较低，故可将排烟温度进一步降至150℃以下，减少了排烟热损失。
(2) 预热助燃空气温度，能强化煤粉的着火和燃烧过程，增强燃烧的稳定性，降低了不完全燃烧热损失，进一步的提高了锅炉效率。(3) 高温空气进入炉内可以提高炉膛烟气温度，增强炉内辐射换热减少锅炉受热面的金属消耗。
3. 管式空预器漏风原因、危害、机理及预防措施
3.1 管式空预器漏风的原因：
（1）材料强度不高或安装检修工艺不合格，产生裂纹；
（2）空预器管束的长期磨损；
（3）由于烟气中SO2与水蒸气形成硫酸蒸汽，当受热面的壁温低于硫酸蒸汽的露点温度时，而产生低温腐蚀等。
3.2 管式空预器漏风的危害
(1)一次风量不足，风压低，负荷下降，若保持同负荷，必须增加一二次风机的送风量，增加电耗。
(2)排烟流量增加，引风机功率增加，电耗增加。
(3)排烟热损失增加，降低锅炉热效率。
(4)如果漏风量大，流化不好。造成局部床温升高等，局部结焦。
(5)排烟温度低，引起低温腐蚀，电除尘烟气量增加，使电除尘过载运行，影响除尘效率，还回使局部露点发生变化，造成极板腐蚀及引风机积灰和磨损。
3.3 管式空预器磨损的机理、因素及预防措施
1）磨损的机理 ：高速烟气携带固体灰粒时，灰粒对受热面的每次撞击都会从受热面削去级微小的金属屑，这是飞灰磨损过程。受热面受到撞击磨损和摩擦磨损两种。研究表明烟气中飞灰磨损容易发生在烟速较大和浓度较大的地方，对空预器来说，最容易发生在烟气的入口段。
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2)影响磨损的因素：灰粒的形状、直径、密度等有关的粒度特性；飞灰的浓度越高，磨损越大；管子的磨损与烟气速度的三次方成正比，烟速越快，磨损越大；运行中如超负荷、烟道漏风等其他的因素；管束的排列与冲刷方式；空预器受热面的材质及设计缺陷等。
3)预防措施：采用耐磨的材质；选择合理的气流速度；消除烟气走廊；加金属防磨盖板和防磨瓦；采用防磨超音速电弧热喷涂技术。
3.4 管式空预器低温腐蚀的机理、因素及预防措施。
1)低温腐蚀的机理：烟气中的水蒸气与SO3在低于110℃后全部生成硫酸蒸气，但烟气在流过低于露点温度的受热面时，硫酸蒸气就在其上凝结成硫酸液。使金属氧化膜被金属与电解液相互作用而发生化学腐蚀与电化学腐蚀。
2)影响低温腐蚀的原因：露点的影响、烟气含氧量、燃料中含硫量、燃料中含钙量、低温受热面处烟气流速、烟气温度变化、锅炉负荷变动、纵向和横向冲刷、受热面布置方式等的影响。
3)低温腐蚀的预防措施：用提高排烟温度和空气预热器入口风温等方法提高空气预热器受热面的表面温度；采取空预器分段；在运行中通过采用低氧燃烧技术、控制炉膛燃烧温度水平、加添加剂等防止低温腐蚀；采用如热管式空预器等新技术等。
4. 神华煤制油热电中光管卧式心空预器的结构
在省煤器后布置3组空气预热器，分别加热一次风和二次风。采用卧式顺列布置。两组之间均留有800 mm以上的空间，便于检修和更换。
空气预热器管子迎风面前三排管子采用φ60×4的厚壁管。
每级空气预热器及相应的连通箱均采用全焊接的密封框架，以确保空气预热器的严密性。
5. 管式空预器漏风时监护措施
1）针对2009-12-25因空预器一次风泄漏，造成一次风量降低至85KN m3/h，远低于正常风量110 KN m3/h。一次风机电流154A（额定值157A），不能再开风机挡板调节风量，为保证锅炉安全稳定运行，特出一下特护措施：严密监视一次风量变化，维护正常锅炉负荷运行；及时联系确认煤质情况比做好记录；严格控制炉膛出口负压维持在100Pa稳定运行；床压维持在10-11Kpa运行，排渣采取少量勤排，维持低床压运行，保证一次风量稳定；严格控制床温≦950℃，如床温高时及时汇报并采取降低床温措施；如床温高于950℃，立即控制床压在9-10Kpa运行，提高一次风量或申请降负荷运行，防止床面结焦；经调整后床温急剧上升到990℃，立即降负荷运行，防止床温高高1000℃联锁保护动作；如果一次风量降低的到80 KN m3/h，床温高无法控制时，继续降负荷运行并及时汇报有关领导；通过调整二次风量调节氧量在正常范围内。
2）由于运行的需要，在大修前如异常情况超出以下规定范围，采取措施无效时，申请停炉。于2010-1-7具体规定如下：锅炉床温控制在800-970℃；一次风量最低不得小于72 KNm3/h；床压维持8500pa运行，排渣采取少量勤排，最低不得小于7500pa。炉膛差压维持大于800pa运行，最低不得小于700pa。两侧返料温度不得大于970℃。做好流化床体及返料器内结焦的事故预想等。
6. 神华鄂尔多斯煤制油热电中心管式空预器漏风原因及处理措施
我中心管式空预器漏风原因主要有(1) 由于煤的粒度、煤质灰分偏离设计值、运行中风速过大等造成飞灰磨损严重。(2) 采用的材质20号锅炉钢，耐腐蚀性不好；由于早期暖风器投用不正常、省煤器轻微泄漏，锅炉监护运行等造成低温腐蚀严重。
因此从以下两方面采取措施1) 在防磨损方面采取：采取控制原煤的质量、选择合理的气流速度、消除烟气走廊、加金属防磨盖板和防磨瓦、采用防磨超音速电弧热喷涂技术等。2）在防低温腐蚀方面：将空预器管子由20号锅炉钢更换为耐腐蚀性好的考登管；正常投用暖风器；发现省煤器轻微泄漏，及时停炉；调节好石灰石的比例、采用低氧燃烧技术、控制炉膛燃烧温度水平等。
结束语：目前随着能源紧缺，节能降耗成为主题。在化工企业及电厂要求锅炉安全、经济、长周期满负荷运行。但对采用管式空预器的循环流化床锅炉，空预器漏风即影响经济性又影响其安全性。本文对管式空预器的漏风的原因、现象、机理、措施等及鄂尔多斯煤制油分公司440T/h循环流化床锅炉的管式空预器的漏风的分析和总结，希望能提供借鉴经验，是大家采取有利措施，避免空预器漏风，使空预器发挥其重要作用，尽可能地保证空预器安全，经济运行。
参考文献：
周立文.《鄂尔多斯煤制油分公司热电生产中心3×440t/h循环流化床锅炉运行规程》2015,05,01
论文作者:贾新云
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/14
标签：锅炉论文; 烟气论文; 流化床论文; 磨损论文; 预热器论文; 风量论文; 管式论文; 《电力设备》2017年第24期论文;