一、设备概述
某火电厂为2×350MW超临界间接空冷燃煤热电联产机组，#1、#2锅炉为东方锅炉股份有限公司生产的DG1154/25.4/571/569-Ⅱ4型锅炉。本锅炉为超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢悬吊结构Π型锅炉，本锅炉所配空预器为三分仓回转式空气预热器。
二、运行中存在的主要问题
1.空气预热器堵灰
堵灰后各分仓差压增大，一次、二次风压有摆动现象，其摆动周期与空气预热器旋转一周的时间恰好吻合，这说明空气预热器有堵塞现象。这是因为当堵塞部分转到一次风口时，一次风压开始下降；当堵塞部分转到二次风口时，二次风压又开始下降，在堵塞部分转过之后，风量又开始增大。空气预热器堵灰时，由于风量的忽大忽小，炉膛负压上下大幅度波动，严重影响锅炉燃烧的稳定性。
2.空气预热器腐蚀
空气预热器堵灰及腐蚀是息息相关的。空气预热器堵灰时，空气预热器受热面由于长期积灰结垢，水蒸汽及SO3容易黏附在灰垢上，加重了空气预热器的腐蚀；而空气预热器腐蚀时，受热面光洁度严重恶化，加重了空气预热器的积灰。空气预热器堵灰及腐蚀时，运行中表现出空气预热器出口一、二次风温降低，排烟温度升高，锅炉效率降低。
三、影响因素分析
1.锅炉燃料燃烧方面的影响
锅炉燃烧的所有燃料几乎都含有硫。燃烧过程中燃料中的大部分硫都转变为二氧化硫，但仍有1-5%的硫转变为三氧化硫。烟气中三氧化硫的含量取决于许多因素，如燃料中硫的含量、燃烧时的过量空气系数以及是否存在对形成三氧化硫起催化作用的沉积物等。三氧化硫与烟气中的水蒸汽反应，在换热元件表面形成一层硫酸膜从而腐蚀碳钢换热元件。能在换热元件表面上形成一层连续的硫酸膜的最高温度称为烟气的“酸露点”。当换热元件壁温低于露点温度时，硫酸蒸汽就会凝结在壁面上腐蚀换热元件，并不断粘结飞灰，堵塞通道，降低换热元件换热效率和使用寿命，影响空预器的安全经济运行。当换热元件壁温低于露点温度时，酸液凝结量随壁温的降低而不断增加。显然，换热元件的腐蚀速度也不断加速，通常最大腐蚀率的壁温约比露点温度低20～45℃。为有效地控制和减缓冷端换热元件的腐蚀，必须避免空预器在“冷端综合温度”(烟气出口温度+空气入口温度) 低于建议的最低值下长时间运行。另外因省煤器或暖风器故障产生的水汽泄入会提高烟气的露点，加以燃料未燃颗粒的带入会进一步加速换热元件的腐蚀。为防止换热元件的快速腐蚀，对发生泄漏的管路应及时修复，并保证尽可能高的燃烧效率。
2.脱硝系统装置的影响
脱硝系统（SCR）装置中存在的催化剂V2O5会使烟气中更多的二氧化硫转化为三氧化硫，加剧了空预器冷端腐蚀和堵塞的可能。另外SCR装置逃逸的氨气与烟气反应生成硫酸氢铵等铵盐，在温度降低时，硫酸氢胺会吸收烟气中的水分，形成腐蚀性溶液，加剧了空预器波纹板的腐蚀，同时吸附烟气中的飞灰，导致空预器堵塞。当SCR反应器出口的氨气逃逸率＜3ppm，对空预器的安全运行影响较小，氨气逃逸率超过3ppm，将对空预器的安全运行造成严重威胁。
四、应对技术措施
综上所述，空预器积灰、腐蚀会导致换热面换热效果下降，锅炉热损失增加，严重堵塞风烟通道，大幅增加烟风通道阻力，增加风机电耗，甚至会使炉膛负压难以维持，锅炉送风量加不上，迫使机组不断降低出力，严重影响机组安全经济运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为避免空预器积灰、腐蚀、堵塞的事件发生，特制定以下技术措施：
1.空预器堵灰过程是一个渐进且不断加剧的过程，为防止空预器腐蚀、堵灰，要求值班员运行中应加强监视，做到早发现，早处理，同时查找出积灰原因，加以消除。
2.空预器吹灰工作是防止空预器积灰最有效的手段。严格按规定吹灰，保证吹灰蒸汽压力满足要求。吹灰前充分疏水，确保吹灰蒸汽具有充足的过热度，避免湿蒸汽吹损换热器，加速空预器积灰腐蚀。空预器正常运行中要求每6个小时吹灰一次，具体吹灰次数要根据实际运行情况予以调整，以确保空预器的运行阻力维持在设计值的范围之内。
2.2.此外，停炉前、在锅炉启动过程中及机组低负荷阶段都须加强吹灰。停炉前吹灰用以清除换热元件表面的沉积物，该沉积物在空预器转子冷却过程中会导致换热元件的腐蚀。锅炉启动后吹灰用以清除换热元件表面上的燃油和碳粒，以防止未燃烬的碳粒沉积于空预器换热元件表面，导致二次燃烧而发生火灾。在燃烧条件差的情况下应加强对空预器的吹灰。为避免换热元件表面结露，应在换热元件温度较高时进行吹灰，因而吹灰应选择在机组达到一定负荷的情况下进行。
2.3.空预器吹灰器型式、吹灰介质参数和吹灰频率的选择不应使换热元件表面受损而影响换热元件的换热性能和使用寿命。
2.4.空预器的吹灰应在锅炉和尾部烟道吹灰之后，即：锅炉→尾部烟道→空预器。
2.5.为了确保有效的吹灰，一方面要严防一切外来水份带入空预器，另一方面要注意选用具有一定压力和温度的过热蒸汽，以保证提供干的吹扫介质。空预器吹灰蒸汽至少应有 111～130℃ 的过热度，吹灰蒸汽压力1.5MPa。经过入口提升阀的压力调节，应控制吹灰蒸汽处于0.93～1.07MPa的压力范围内，吹灰器入口配置有压力开关。
2.6.吹灰介质的系统设计应确保管路中凝结的水不进入吹灰器，要求吹灰前必须进行彻底有效的疏水。针对机组启动期间，空预器连续吹灰模式下，辅助蒸汽温度参数较低，疏水不彻底的现象，要求启动期间，空预器吹灰一周期结束后，开启疏水门重新进行疏水一次，方可投入下一周期的吹灰。
2.7.吹灰蒸汽的水会导致管路腐蚀，增加空预器换热元件表面沉积物的粘结力和硬度而使之无法通过蒸汽吹灰清除，加剧换热元件的积垢和堵塞。 另外，由于蒸汽温度和压力较高，在喷嘴出口处形成的冲击波会造成换热元件的波纹板疲劳损坏，如果疏水不彻底蒸汽中含有水滴的话，则会进一步加剧这种损坏，其对于基材强度较低的搪瓷换热元件，这种损坏会更严重。
3．机组启动或燃烧不稳煤、油混烧时，应及时投入空预器连续吹灰，严密监视空预器运行状态良好，检查空预器电流、差压及各部烟、风温度正常，无火灾报警。
4．运行中加强对空预器出、入口烟气及一次风、二次风差压监视，发现空预器前后烟、风差压有增大趋势时，及时增加空预器吹灰次数。
5．适时投用一、二次风暖风器，特别是冬季气温较低时，及时提高空预器低温受热面温度，保证空预器冷端综合温度不低于最小综合温度（148℃），防止长期低温运行发生空预器低温酸性腐蚀。
6．采用低氧燃烧，严格控制炉膛出口氧量不超6%，减少烟气中的过剩氧，阻止和减少SO2转变为SO3，破坏硫酸蒸汽形成环境，减轻空预器低温腐蚀，同时可以降低引、送风机电耗。
7．尽量避免机组频繁启停，特别是长时间低负荷运行或长时间煤油混烧，使得大量掺杂油污的灰尘粘连在空预器换热元件上。
8．合理配置入炉煤质，严格控制入炉煤硫份均匀稳定，力争避免高负荷大量燃烧高硫煤。
9．控制脱硝系统运行正常，严格控制氨逃逸在规定范围内（小于2.5ppm），防止脱硝系统产出大量硫酸氢铵进入空预器，腐蚀换热元件，引发空预器积灰。
10．当发现锅炉受热面有泄露情况时，应及时申请停炉，防止空预器发生酸性腐蚀及积灰堵塞。
论文作者:姚尉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
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