摘要：本文探究了空预器的作用及分类，并研究了空预器差压的变化，分析机组存在的问题，并结合实际情况制定解决问题的措施，以促进机器的正常运转。
关键词：空预器；烟气侧差压，异常
一、空预器的作用
（一）改善并强化燃烧
经过余热器后的空气进入炉内，加速了燃料的干燥、着火和燃烧过程，保证了锅炉内的稳定燃烧，提高了燃烧效率。
（二）强化传热
由于炉内燃烧得到了改善和强化，加上进入炉内的热风温度提高，炉内平均温度水平也有提高，从而可强化炉内辐射传热。
（三）减小炉内损失，降低排烟温度，提高锅炉热效率
由于炉内燃烧稳定，辐射热交换的强化，可以降低化学不完全燃烧损失；另一方面空气预热器利用烟气余热，进一步降低了排烟损失，因此提高了锅炉热效率。根据经验，当空气在预热器中升高1.5℃，排烟温度可以降低1℃.在锅炉烟道中安装空气预热器后，如果能把空气余热150-160℃，就可以降低排烟温度110-120℃，可将锅炉热效率提高7%-7.5%。可以节约燃料11%-12%。
（四）热空气可以作燃料干燥剂
对于层燃炉，有热空气可以使用水分和灰分较高的燃料，对于电站锅炉，热空气是脂粉系统的重要干燥剂和煤粉输送介质。
二、空预器的分类
（一）板式
这种空气预热器多用1.5-4mm的薄钢板制成。将钢板焊接成成长方形的盒子，将若干盒子拼成一组，整个空气预热器由2-4个盒子组成。烟气由上向下通过，经过盒子外侧，空气则横向通过盒子的内部，在下部转弯向上，两次与烟气交互传递能量，使烟气与空气形成逆向流动，获得较好的传热效率。
板式空气预热器由于耗用刚才较多，结构不紧凑；焊缝多且易渗漏，现在很少采用。
（二）管式型
管式空气预热器的主要传热部件是薄壁钢管。管式空气预热器多呈立方形，钢管彼此之间垂直交错排列，两端焊接在上下管板上。管式空气预热器在管箱内装有中间管板，烟气顺着钢管上下通过预热器，空气则横向通过预热器，完成热量传导。
管式空气预热器的优点是密封性好、传热效率高、易于制造和加工，因此多应用在电站锅炉和工业锅炉中。管式空气预热器的缺点是体积大、钢管内容易堵灰、不易于清理和烟气进口处容易磨损。
（三）回转式型
回转式空气预热器是再生式空气预热器最常见的形式，它是利用烟气和空气交替地通过金属受热面来加热空气。回转式空气预热器按运动方式可分为受热面转动和风罩转动两种，本炉的两台空气预热器为三分仓受热面旋转式空气预热器。转子旋转式空气预热器由圆筒形转子和固定的圆筒形外壳及驱动装置组成。回转式空气预热器又可分为两种型式：一种是受热面旋转的转子回转式，另一种是风道旋转的风道回转式。
转子回转式空气预热器是由转动的圆形转子和固定的外壳组成，转子式受热面，它被分为许多仓格，里面装有蓄热板，蓄热板吸收燃气热量并蓄积起来，等到转至空气那面，再将袭击的热量释放给空气，自身温度降低。受热面不断旋转，热量便会不断从烟气传送给空气，空气得到加热，烟气冷却，这是回转式空气预热器的工作原理。
回转式空气预热器的主要优点是体积小、重量轻、传热元件允许有较大磨损，因此特别适合大型锅炉使用，缺点是结构复杂，且消耗电力，漏风量较大。
回转式预热器主要有火灾报警（热点探测）、间隙调整、变频控制、润滑油系统、转子停转报警系统、吹灰和清洗系统等。
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三、空预器烟气侧差压异常问题及措施
华润登封电厂二期#4机组在15年2～4月份期间进行了B级检修，检修过程中对空预器蓄热元件进行了清理，更换部分破损严重的蓄热元件；检修过程中进行了低氮燃烧器改造并加装一层脱硝催化剂（加装共三层）。检修结束机组启动后空预器烟气侧差压仍持续增大，空预器堵塞程度逐步增加。
（一）设备情况
#4机组采用哈尔滨锅炉厂制造的型号为HG-1970/25.4-PM18超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉，炉顶采用大罩壳密封结构，前后墙对冲燃烧方式，前后墙燃烧器各4层。
采用直吹式制粉系统，配置4台双进双出磨煤机，每台磨煤机配置2台称重式给煤机，设计煤粉细度R90=14%，所烧煤种为贫瘦煤，挥发份约17%。
风烟系统配有两台动叶调节轴流式送风机，两台动叶调节轴流式引风机。空气预热器为三分仓回转式空气预热器，空预器烟气侧差压设计值为1.1kpa（负荷600MW）。
锅炉出口氮氧化物设计值为550mg/Nm³，实际平均值为750mg/Nm³。
烟气脱硝装置采取选择性催化还原（SCR）法来达到去除烟气中NOX的目的，SCR反应器采用高灰型工艺布置（即反应器布置在锅炉省煤器与空预器之间），采用ARGILLON公司催化剂，催化剂设计为2+1模式，初装层为2层。#4机组2012年9月，168小时试运期间同步投入脱硝系统。
#4机组15年2～4月份期间进行了B级检修，检修过程中进行了低氮燃烧器改造并加装一层脱硝催化剂（共三层）。
（二）低氮燃烧器改造后情况
因锅炉出口氮氧化物过高，2015年2月份检修时#4机组进行了燃烬风及燃烧器低氮小型改造，燃烧器喷口处增加了板边，燃烬风扩容改造。
2015年4月份机组启动后，锅炉出口氮氧化物大幅下降，达到改造效果，600MW时锅炉出口氮氧化物降至550mg/Nm³，月均值约480mg/Nm³，液氨单耗从0.65g/KWh降至0.5g/KWh锅炉效率略微下降。#4机组检修后，#4炉空预器烟气侧差压较正常值偏低，自5月份开始逐渐上升。
（三）问题分析及解决
由于喷入的炉内的氨气与烟气中的NOx不可能完全反应，会造成氨气相对过剩，形成氨逃逸。逃逸的氨在一定条件下会和烟气中的水蒸气、SO3反应生成硫酸氢铵，在空预器部位，由于蓄热烟气温度降低，硫酸氢铵凝结黏粘在空预器蓄热元件表面，若氨逃逸较大将形成大量的硫酸氢氨堵塞空预器，增大引风机电耗、降低空预器换热效率，降低机组效率。因#4机组入炉煤硫份正常，故应从控制氨逃逸方面着手。
1.因#4炉检修后做试验时测得脱硝入口氮氧化物均匀性较好，故问题不在此。
2.脱硝系统喷氨自动调整。经厂家调整优化喷氨自动逻辑后，仍不理想，烟囱入口氮氧化物波动较大，经分析得出B侧脱硝出口氮氧化物变化慢、B侧喷氨自动跟踪不好，但经测点吹扫等手段仍无法改善。
3.经脱硝出口氮氧化物调整均匀后，#4机组脱硝喷氨自动亦投入正常，液氨单耗自0.5g/KWh降至0.4g/KWh，空预器烟气侧差压自1.4kpa降至0.9kpa（机组负荷600MW）
4.空预器烟气侧差压较设计值偏低约0.2kpa，为不正常情况，从各运行参数看，空预器排烟温度偏高。机组停运后，发现为部分蓄热元件损坏所致。（#4机组检修时对空预器进行高压冲洗，并更换了部分蓄热元件组，另有部分蓄热元件组为较好的蓄热片拼凑而成）
5.损坏的蓄热元件均为空预器热端，原因可能与空预器高压水冲洗、吹灰次数过多等原因有关。
6.后续采取措施：控制脱硝系统氨逃逸，减少空预器水冲洗次数；降低空预器热端吹灰蒸汽压力，减少空预器热端吹灰次数。
四、结束语
在进行空预器烟气侧差压异常监测过程汇总，需要重点分析其存在问题的原因，一般而言，多为脱硝系统氨逃逸过大引起的，因此控制脱硝氨逃逸尤加重要。通过合理的措施处理之后，有助于整个机器的正常运作。
参考文献：
[1]王文.关于火力发电厂空气预热器的轴承代用[J]山西建筑.2018，33（12）.
[2]刘晓红.火力发电厂锅炉空气预热器安装质量控制技术[J].经贸实践，2017（12）：56-60.
论文作者:牛佳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签：预热器论文; 烟气论文; 空气论文; 蓄热论文; 锅炉论文; 机组论文; 氧化物论文; 《基层建设》2019年第16期论文;