摘要：经济和社会的快速发展，促进了电力行业技术上的不断提升。进入到新经济时代以后，在电力行业发展中要求采取节能减排的措施。燃煤锅炉的烟气低温余热换热器开始应用于燃煤电厂，换热器在应用的过程中，容易造成爆管儿和堵塞等问题。因此，在锅炉进行技术改造的过程中，需要明确换热器磨损的众多原因。锅炉烟气余热换热器主要是属于热交换的设备，为了解决锅炉烟尘的节能和环保问题，本文以燃气锅炉烟气余热换热器故障分析与处理为研究核心，分析阐述了锅炉烟气余热换热器存在的故障及原因提出了处理方法。
关键词：燃气锅炉；余热换热器；故障；处理
前言
锅炉烟气余热换热器的主要特征就是在设置中包含了烟道和环绕烟道的水套，在烟道两侧设有连接法兰，水套上设有压力表、安装孔、安全阀、安装孔和排污孔。主要就是为了解决锅炉烟尘的节能和环保问题。在具体实施的过程中，采用的是符合实际需要的技术方案。这项技术是实用新型技术，利用了烟道和环绕水套组成的热交换设备。这套设备安装的地点是锅炉的排烟管路中，这样就可以利用锅炉排出的烟气余热和水进行热交换，可以根据换热器水套内的水加热来提供洗浴采暖等热水。这对于热电厂在新时期的节能减排具有至关重要的作用。
一、锅炉烟气余热换热器存在故障的主要原因
（一）烟气流动过程中产生的摩擦
烟气在流动的过程中会产生大量的灰尘，这些灰尘与金属表面产生摩擦，在受热的过程中摩擦不断增强，灰尘颗粒和金属表面会产生一定的碰撞效果。烟气流动速度很快，灰尘的数量不断增加，在烟气对金属的摩擦上产生了摩擦的直接影响。在烟气走廊中，一般阻力较小，烟气流动加快，灰尘流动的速度也会随之加快，烟气流动速度较快，在管道的内部狭窄部位就会产生一些阻碍，这些地方缝隙小，局部摩擦就会造成严重的堵塞。在烟道流转到尾部时，气流转弯，灰尘会抛出去其他的位置，这种浓度增大的情况管子会受到严重的磨损。在烟气进入到一定的程度时会产生不均匀的状态，烟气快速流动形成的摩擦，有些是局部性的，有些是管道的，大部分都会受到摩擦损害。烟气流动速度较快与受热金属之间产生的摩擦力也较大，周而复始就会造成换热器的磨损情况。
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图1、锅炉烟气余热器运行原理
（二）煤炭灰尘悬浮
燃煤锅炉在操作的过程中的主要燃料就是煤炭，煤炭灰尘较多，在锅炉厂中大多数的是采用的是粉煤炉，在这样的设计中，产生的固体燃料的灰尘很大，灰尘会落入到冷灰中，其余的90%都会悬浮在烟气中，这些灰尘在管道中大量流动管加上管道快速的流动，速度就会严重磨损管道壁。有些灰尘的颗粒大小形状都不同，产生的影响力也不同，有些灰尘较大，还带有一些不规则的棱角，这些棱角会造成大量的磨损。在灰尘的影响下，煤气的管道就会内壁受损，长时间就会形成阻塞。
（三）酸性气体的腐蚀
在锅炉中会产生低温腐蚀的现象，这是因为换热器中有酸性的气体存在。这些酸性气体会形成酸结露的现象，在温度达到105度的时候或者是更高温度的时候，就会形成凝结的状态。这些烟气中凝结的水蒸气造成了腐蚀，管道的温度较低，为不受热面积的烟气和管壁就会受到冲击。低温腐蚀现象就会发生在烟气强烈的冲击下，灰尘颗粒造成的损耗加上余热器安装在锅炉尾部，再进入到换热器中，温度会降低，在燃烧高硫煤时烟气中的液态硫酸会腐蚀换热器的烟道，造成多种热源电气件的损害。低温腐蚀现象的发生是灰尘和酸性气体共同的结果，造成的阻塞会严重影响锅炉设备的整体运行，不利于锅炉设备的安全管理。
（四）锅炉负荷的影响
在锅炉运行的过程中，锅炉负荷会不断增加，烟气流动速度会越来越快。灰尘随着烟气流动产生的磨损也逐渐加大。在锅炉燃烧的过程中，空滤器和烟道漏风量增大，烟气容积不断增大，烟气的流动加快，磨损增强。锅炉燃烧时如果存在燃烧不良的现象，那么含碳量就会增大，这种情况下焦炭颗粒比飞灰的硬度要大得多，产生的磨损也会越来越大。烟气余热换热器受热发生了堵塞，烟气就会在里面朝着不规则的方向流动，锅炉的原件就会受到损害。燃烧方式不正确使局部飞灰浓度大，这些都会造成锅炉电气元件儿的损害。
二、烟气换热器故障防范处理的技术要点
（一）有效控制烟气流动速度
烟气余热换热器要降低损害最主要的方法就是选择合理的烟气流动速度。合理的烟气流动速度有利于避免发生严重的损害。烟气流速控制在合理的范围之内，除尘器前的烟气换热器可以采用相应的换热器进行有效的控制，例如可以采用螺旋换热器，对于除尘器换热器可以使烟气中的灰小于100mg/Nm3，在一定程度上加快烟气的流速，要控制在12~13m/24延期流动的速度，有利于减轻磨损。在优化设计时对于流动速度的测试，要按照模拟试验的结果进行操作。换热器的烟气均匀分布，换热器布置的空间有效改造才能够使烟气流动速度有效减少，造成管道磨损的程度，在这样的设计之下，合理的烟气流动速度可以有效的保护管道的设施。
（二）减少烟气装置的冲刷磨损
在实践过程中提高受热面儿的抗磨能力有利于更好的减少烟气装置的磨损。在受热面扩展有效的情况下，缓解局部烟气流动速度，受热面儿减少磨损就可以有效的减少，例如选择合理的翅片高度和翅片工具，在流动的过程中，翅片表面形成附着面，在粘性力的作用下形成较小的漩涡，大颗粒就无法接触到机管的表面。在具体的设计中有一定的阻碍，烟气向下冲刷就会保持一定的角度，不会产生均匀的冲刷，也不会对局部的磨损产生较大的冲力，有利于减轻管外表面的损害程度。
（三）有效控制烟道积灰
在烟道中飞灰一般会停留在背面，很少有机会进行流动，但是，依靠静电力量附着在管壁上的情况较多。管的背面有漩涡积灰就会沉积下来，这些灰尘积累的时间较长就会降低热的效率，锅炉使用寿命也会随之缩短。对积灰进行有效控制和处理是对管道的最大帮助。在积灰处理中选择合理的烟气流动速度，提高烟气流动速度可以减轻积灰，但同时也会加重磨损。因此在积灰控制的过程中，烟气流动速度可以进行手动调节。选择吹灰装置，在吹灰器的应用下蒸汽吹灰或者声波吹灰都会产生良好的效果。烟气温度较低，飞灰也会较细，蒸汽吹灰的效果能达到一定的作用。或者是采用高压冲洗的方法，运用高压水冲洗在线清洗、停机清洗，烟气中的余热器的温度较低，可以避免低温腐蚀，通常采用的方法是停机清洗的方式。这种措施有利于保障锅炉的整体性能，而且不会产生一些负面的影响。
（四）防止腐蚀带来的磨损
低温腐蚀是造成磨损的原因之一。预热器的寿命需要延长就要求选择可长期在腐蚀条件下工作的钢材，在余热器钢材选用中，ND钢是目前国内外最为理想的使用钢材，这种刚才具有的特点是耐硫酸低温露点腐蚀，这种材料应用在锅炉内，空气预热器、热交换器和蒸发器等装置都可以防范流烟气节录点腐蚀，而且还具有耐氯离子腐蚀的功能。ND钢腐蚀性能优于碳钢，日本进口同类钢和不锈钢在热电厂的应用过程中获得了良好的效果。机械防磨损需要注意的事项较多，换热器中发生均流现象，气流均匀流动才可以有效的防止损害，利用防腐蚀的材料加上相关的换热介质就可以使换热器在实际操作过程中起到防磨耐磨的作用。
结语
科学技术是第一生产力，我国在推进能源发展和建设的过程中，将节能减排放在首位，就是利用科技的力量来推进能源的不断节约，使技术的应用能够大大的提高环保的效果。锅炉烟气余热换热器在使用的过程中可以大量的节约燃料，还具有除尘的作用，可以辅助除尘器进行除尘作业，延长除尘器的使用寿命。在使用的过程中存在着一些技术问题，需要立足于现实出发，更要运用新型技术给予更多的推进，使热电厂的设备和技术能够有效的结合起来发挥技术性的应用。
参考文献：
[1]臧冬,邵立博.热管式换热器在锅炉烟气余热回收中的应用?[J].建筑工程技术与设计,2018,(36):4244.
[2]李少岩,刘少平.高效节能板式换热器在燃气锅炉烟气余热回收中的应用[J].山东工业技术,2018,(23):56,38.
[3]杨薇.高效节能板式换热器在燃气锅炉烟气余热回收中的应用[J].建筑工程技术与设计,2018,(34):3789.
[4]杜有前.锅炉尾部烟气余热回收复合相变换热器设计与应用[J].中国设备工程,2018,(20):99-101.
论文作者:陈晨晨
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
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