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摘要：近年来随着煤炭市场变化，电厂的燃煤的品质不断发生变化，来煤杂，含硫大的煤也作为动力煤进行使用，造成锅炉面磨损严重，同时堵塞空预器，造成风机电耗上升，增加了空预器的不安全运行。通过对电厂的空预器的近年的冲洗，敲打等各种处理方式，对空预器的堵塞原因进行了简单的总结。
关键词：堵塞；腐蚀；分析
中图分类号：TK22文献标识码： A
一、空预器堵塞情况概况
自2008年开始，某厂#1、#2机组空预器压差异常升高，经过几次停机高压水冲洗，仍不能彻底解决空预器堵塞问题。2009年11月底，#3、#4机组空预器压差也开始异常升高，且A侧空预器压差增长速度均大于B侧。
每台炉空预器蓄热元件拆包清灰时发现，堵塞主要发生在从热端向冷端数第三层（共四层，高度分别为30cm、80cm、80cm、30cm）蓄热元件下部区域（以下简称第三层下部），其中从外向内数第二、三圈堵塞最为严重。具体堵塞情况为：第一、二层堵塞较轻，仅蓄热片间存留有部分大的灰粒，无板结现象；第三层上部为较疏松的积灰，无板结现象，第三层下部存在严重的板结、腐蚀，高度约，部分蓄热元件底部存在大块连片坚硬石质样结块物；第四层蓄热元件上存在腐蚀、结垢现象，没有第三层下部类型的结块物，冷端蓄热片有明显腐蚀吹损现象。堵塞最严重部位在第三层蓄热元件底部，同时存在蓄热面圆周外圈和内圈堵塞程度轻，中间重的现象。
空预器堵塞垢样外层灰色、内部淡黄色。在马弗炉中烘烤30分钟无变形。不溶于水，用酸浸泡后变松散，并有恶臭气体析出。垢样送西安热工院化验，主要成分与飞灰接近，
二、空预器堵塞原因分析
燃煤中的硫在燃烧过程中生成SO2，其中少量的SO2（2%～4%）会在Fe2O3或V2O5(烟气或受热面金属表面中含有此成分)的催化作用下转化成SO3，它与烟气中水蒸汽结合生成硫酸蒸汽（H20+S03=H2SO4）。当烟温低于烟气酸露点时（第三层中下部烟温常低于酸露点），硫酸蒸汽凝结后粘附到空预器蓄热片金属壁面上，并粘附烟气中的灰，逐渐积累造成空预器堵塞。
由于燃料市场紧张，来煤变差（燃煤发热量降低、灰份、硫份升高），入炉煤硫份远高于设计值（设计煤种全硫份为0.72%～1%），入炉煤硫份升高造成露点升高对空预器蓄热元件结垢影响如下。
1、烟气酸露点对空预器堵灰影响：
烟气酸露点与燃料硫份、火焰温度、燃烧热强度、燃烧氧量、飞灰的性质、烟气中飞灰浓度以及烟气中部分元素的催化作用等因素有关，其中硫份增大烟气酸露点会快速升高，机组运行中火焰温度升高、燃烧氧量增大烟气酸露点也会升高。烟气酸露点升高后造成排烟温度经常低于烟气酸露点。经统计，自至，#2机组运行中有26.2%的时间排烟温度低于酸露点。机组启动期间排烟温度更低，且燃油中的V2O5加速了SO2向SO3的转换，随着SO3浓度的增加，酸露点显著提高，且当烟温低于时，几乎全部SO3都和水蒸汽结合成硫酸蒸汽，加剧空预器堵塞。排烟温度低于酸露点是空预器堵塞的主要原因。
2、冷端综合温度对空预器堵灰影响：
按照豪顿华工程师对空预器的设计要求，为防止空预器堵灰，空预器冷端综合温度（CCET=烟气出口温度＋空气入口温度）不宜在低于最低冷端综合温度（MCCET：为防止冷端堵灰的最低温度值）以下长期运行。当燃煤中含硫量低于1.5%且灰/硫比大于7时，冷端综合温度(CCET)要求大于，除此之外，最低冷端综合温度的要求为：MCCET=（酸露点温度-40）×2(℃)）。
3、入炉煤灰份升高对空预器堵灰影响：
输灰系统出力按照额定负荷下设计煤种产灰量的150%进行设计。2010年一、二期机组额定负荷时产灰量分别是设计值的168.86%、141.35%，已超出设计值，持续高负荷时输灰系统难以满足正常的输灰要求。原煤偏离设计煤种后，灰渣的性质也发生变化，大的灰粒明显增多，省煤器灰斗灰量增加。因省煤器输灰管线长、弯头多，管道磨损严重，经常出现省煤器输灰管线泄漏停运事件，停运时间过长导致灰斗满灰，大的灰粒进入空预器，加速空预器堵塞。燃煤灰份大、省煤器输灰系统故障停运等原因造成省煤器灰斗满灰后空预器进大灰粒是空预器堵灰加剧的重要原因。
三、空预器堵塞过程分析
1、堵塞物形成阶段：
随着负荷及环境温度的变化，空预器蓄热元件第三层中下部区域烟温经常在120℃～之间变化。根据入炉煤煤质计算烟气酸露点在90℃～150℃之间，当烟温低于酸露点时，烟气中的硫酸蒸汽凝结后粘附到空预器蓄热片上，酸液吸附烟气中的灰份，使第三层中下部蓄热片表面粘附一层“湿状”或“半湿状”沉积物，在烟气的吹动下，酸液沿蓄热片壁面向下流动，流向第三层蓄热片的底端。因第三、第四层蓄热元件之间都有～的空隙，烟氣从第三层蓄热片流出后，空间突然变大，流速减小，同时在每片蓄热片的底部形成一个低压的涡流区，顺着蓄热片流下的沉积物逐渐粘附在蓄热片的底部。
2、堵塞发展阶段：
环境温度、机组负荷、燃料硫份变化时烟温及酸露点也随之变化，当烟温高于酸露点时，粘附物被烘干，形成坚硬的“水泥状”物，粘附在蓄热片下部。烟温低于酸露点时再次粘灰，如此反复，聚集物变得愈来愈厚，形成致密的层状板结物，第三层蓄热片下部间隙越来越小。
3、堵塞加快阶段：
当第三层蓄热片下部间隙小于烟气中大灰粒（灰熔点极低或省煤器灰斗满灰时大灰粒易进入空预器）直径时，大的灰粒卡在聚集物形成的狭缝中，导致局部蓄热片完全堵塞。
4、第三层蓄热片下部大块板结形成：
局部蓄热元件堵塞后，在蒸汽吹灰、烟气回流等作用下，灰尘逐渐在此区域粘附，最终形成蓄热元件底部大块板结。沿蓄热元件径向四周堵塞较轻原因为四周间隙较大，烟气流量大，温度比中间高，硫酸蒸汽不易在此凝结。
5、第四层蓄热元件不存在大块板结物的原因
因第四层蓄热元件高度为，并且空预器蒸汽吹灰设置在冷端下部，虽然第四层下部烟气温度低于第三层下部约左右，烟气结酸露的几率远大于第三层，但由于蒸汽吹灰的作用（每班一次），没有形成连接成片的板结堵塞，但酸露的腐蚀和蒸汽的吹蚀造成第四层蓄热片减薄严重。
四、防止空预器堵塞应采取的措施和建议
1、降低烟气酸露点温度，建议冬季尽量燃用低硫煤。机组启动时选用硫份小于0.5%的点火煤，避免启动期间空预器堵灰。
2、提高空预器入口风温提高排烟温度。冬季及时投入锅炉暖风器维持空气预热器入口冷风温度在左右。由于暖风器泄漏后也会引起空预器堵塞，因此利用停机检修机会及时对暖风器进行查漏，新机组易采用热风再循环代替暖风器。
3、加强省煤器输灰管理和系统维护。建议定期更换省煤器输灰管道弯头，或将省煤器输灰管线改造，直接排至渣仓。
4、建议其他机组也加装声波吹灰器。目前#1炉装设的空预器声波吹灰器与蒸汽吹灰器配合工作，清灰效果明显，能减缓空预器堵塞速度，但是仍有不足之处。空预器蓄热元件自上向下共四层，高度分别为、、、，最下层与第三层蓄热元件之间不连续，有空隙。声波穿透前三层蓄热元件后，经空隙衰减，作用于最下层的声波能量较小，导致空预器冷端易堵塞。借鉴#1炉空预器声波吹灰器两年来的运行经验，建议将低频声波吹灰器安装在二次风侧冷端，高频声波吹灰器安装在烟气侧热端，同时改变空预器蓄热元件的布置（将三、四层调换，按照80cm、80cm、30cm、30cm的顺序布置），将堵塞段控制在同一层蓄热元件内，并使低频声波吹灰器直接作用在第四层，提高声波的作用效果。
5、加强空预器吹灰管理。
参考文献：
1、范从振，电厂锅炉原理。水利电力出版社。1985.2
2、侯斌 等，电站锅炉对流受热面积灰状态的在线检测，中国电力。2002年第3期
3、孔珑 等，工程流体力学。中国电力出版社。1992.11
4、空预器运行及维护手册。HOWDEN工程有限公司
作者：张明（1979-）男，本科，工程师，从事发电厂运行管理工作。
关键词：堵塞；腐蚀；分析
中图分类号：TK22文献标识码： A
一、空预器堵塞情况概况
自2008年开始，某厂#1、#2机组空预器压差异常升高，经过几次停机高压水冲洗，仍不能彻底解决空预器堵塞问题。2009年11月底，#3、#4机组空预器压差也开始异常升高，且A侧空预器压差增长速度均大于B侧。
每台炉空预器蓄热元件拆包清灰时发现，堵塞主要发生在从热端向冷端数第三层（共四层，高度分别为30cm、80cm、80cm、30cm）蓄热元件下部区域（以下简称第三层下部），其中从外向内数第二、三圈堵塞最为严重。具体堵塞情况为：第一、二层堵塞较轻，仅蓄热片间存留有部分大的灰粒，无板结现象；第三层上部为较疏松的积灰，无板结现象，第三层下部存在严重的板结、腐蚀，高度约，部分蓄热元件底部存在大块连片坚硬石质样结块物；第四层蓄热元件上存在腐蚀、结垢现象，没有第三层下部类型的结块物，冷端蓄热片有明显腐蚀吹损现象。堵塞最严重部位在第三层蓄热元件底部，同时存在蓄热面圆周外圈和内圈堵塞程度轻，中间重的现象。
空预器堵塞垢样外层灰色、内部淡黄色。在马弗炉中烘烤30分钟无变形。不溶于水，用酸浸泡后变松散，并有恶臭气体析出。垢样送西安热工院化验，主要成分与飞灰接近，
二、空预器堵塞原因分析
燃煤中的硫在燃烧过程中生成SO2，其中少量的SO2（2%～4%）会在Fe2O3或V2O5(烟气或受热面金属表面中含有此成分)的催化作用下转化成SO3，它与烟气中水蒸汽结合生成硫酸蒸汽（H20+S03=H2SO4）。当烟温低于烟气酸露点时（第三层中下部烟温常低于酸露点），硫酸蒸汽凝结后粘附到空预器蓄热片金属壁面上，并粘附烟气中的灰，逐渐积累造成空预器堵塞。
由于燃料市场紧张，来煤变差（燃煤发热量降低、灰份、硫份升高），入炉煤硫份远高于设计值（设计煤种全硫份为0.72%～1%），入炉煤硫份升高造成露点升高对空预器蓄热元件结垢影响如下。
1、烟气酸露点对空预器堵灰影响：
烟气酸露点与燃料硫份、火焰温度、燃烧热强度、燃烧氧量、飞灰的性质、烟气中飞灰浓度以及烟气中部分元素的催化作用等因素有关，其中硫份增大烟气酸露点会快速升高，机组运行中火焰温度升高、燃烧氧量增大烟气酸露点也会升高。烟气酸露点升高后造成排烟温度经常低于烟气酸露点。经统计，自至，#2机组运行中有26.2%的时间排烟温度低于酸露点。机组启动期间排烟温度更低，且燃油中的V2O5加速了SO2向SO3的转换，随着SO3浓度的增加，酸露点显著提高，且当烟温低于时，几乎全部SO3都和水蒸汽结合成硫酸蒸汽，加剧空预器堵塞。排烟温度低于酸露点是空预器堵塞的主要原因。
2、冷端综合温度对空预器堵灰影响：
按照豪顿华工程师对空预器的设计要求，为防止空预器堵灰，空预器冷端综合温度（CCET=烟气出口温度＋空气入口温度）不宜在低于最低冷端综合温度（MCCET：为防止冷端堵灰的最低温度值）以下长期运行。当燃煤中含硫量低于1.5%且灰/硫比大于7时，冷端综合温度(CCET)要求大于，除此之外，最低冷端综合温度的要求为：MCCET=（酸露点温度-40）×2(℃)）。
3、入炉煤灰份升高对空预器堵灰影响：
输灰系统出力按照额定负荷下设计煤种产灰量的150%进行设计。2010年一、二期机组额定负荷时产灰量分别是设计值的168.86%、141.35%，已超出设计值，持续高负荷时输灰系统难以满足正常的输灰要求。原煤偏离设计煤种后，灰渣的性质也发生变化，大的灰粒明显增多，省煤器灰斗灰量增加。因省煤器输灰管线长、弯头多，管道磨损严重，经常出现省煤器输灰管线泄漏停运事件，停运时间过长导致灰斗满灰，大的灰粒进入空预器，加速空预器堵塞。燃煤灰份大、省煤器输灰系统故障停运等原因造成省煤器灰斗满灰后空预器进大灰粒是空预器堵灰加剧的重要原因。
三、空预器堵塞过程分析
1、堵塞物形成阶段：
随着负荷及环境温度的变化，空预器蓄热元件第三层中下部区域烟温经常在120℃～之间变化。根据入炉煤煤质计算烟气酸露点在90℃～150℃之间，当烟温低于酸露点时，烟气中的硫酸蒸汽凝结后粘附到空预器蓄热片上，酸液吸附烟气中的灰份，使第三层中下部蓄热片表面粘附一层“湿状”或“半湿状”沉积物，在烟气的吹动下，酸液沿蓄热片壁面向下流动，流向第三层蓄热片的底端。因第三、第四层蓄热元件之间都有～的空隙，烟氣从第三层蓄热片流出后，空间突然变大，流速减小，同时在每片蓄热片的底部形成一个低压的涡流区，顺着蓄热片流下的沉积物逐渐粘附在蓄热片的底部。
2、堵塞发展阶段：
环境温度、机组负荷、燃料硫份变化时烟温及酸露点也随之变化，当烟温高于酸露点时，粘附物被烘干，形成坚硬的“水泥状”物，粘附在蓄热片下部。烟温低于酸露点时再次粘灰，如此反复，聚集物变得愈来愈厚，形成致密的层状板结物，第三层蓄热片下部间隙越来越小。
3、堵塞加快阶段：
当第三层蓄热片下部间隙小于烟气中大灰粒（灰熔点极低或省煤器灰斗满灰时大灰粒易进入空预器）直径时，大的灰粒卡在聚集物形成的狭缝中，导致局部蓄热片完全堵塞。
4、第三层蓄热片下部大块板结形成：
局部蓄热元件堵塞后，在蒸汽吹灰、烟气回流等作用下，灰尘逐渐在此区域粘附，最终形成蓄热元件底部大块板结。沿蓄热元件径向四周堵塞较轻原因为四周间隙较大，烟气流量大，温度比中间高，硫酸蒸汽不易在此凝结。
5、第四层蓄热元件不存在大块板结物的原因
因第四层蓄热元件高度为，并且空预器蒸汽吹灰设置在冷端下部，虽然第四层下部烟气温度低于第三层下部约左右，烟气结酸露的几率远大于第三层，但由于蒸汽吹灰的作用（每班一次），没有形成连接成片的板结堵塞，但酸露的腐蚀和蒸汽的吹蚀造成第四层蓄热片减薄严重。
四、防止空预器堵塞应采取的措施和建议
1、降低烟气酸露点温度，建议冬季尽量燃用低硫煤。机组启动时选用硫份小于0.5%的点火煤，避免启动期间空预器堵灰。
2、提高空预器入口风温提高排烟温度。冬季及时投入锅炉暖风器维持空气预热器入口冷风温度在左右。由于暖风器泄漏后也会引起空预器堵塞，因此利用停机检修机会及时对暖风器进行查漏，新机组易采用热风再循环代替暖风器。
3、加强省煤器输灰管理和系统维护。建议定期更换省煤器输灰管道弯头，或将省煤器输灰管线改造，直接排至渣仓。
4、建议其他机组也加装声波吹灰器。目前#1炉装设的空预器声波吹灰器与蒸汽吹灰器配合工作，清灰效果明显，能减缓空预器堵塞速度，但是仍有不足之处。空预器蓄热元件自上向下共四层，高度分别为、、、，最下层与第三层蓄热元件之间不连续，有空隙。声波穿透前三层蓄热元件后，经空隙衰减，作用于最下层的声波能量较小，导致空预器冷端易堵塞。借鉴#1炉空预器声波吹灰器两年来的运行经验，建议将低频声波吹灰器安装在二次风侧冷端，高频声波吹灰器安装在烟气侧热端，同时改变空预器蓄热元件的布置（将三、四层调换，按照80cm、80cm、30cm、30cm的顺序布置），将堵塞段控制在同一层蓄热元件内，并使低频声波吹灰器直接作用在第四层，提高声波的作用效果。
5、加强空预器吹灰管理。
参考文献：
1、范从振，电厂锅炉原理。水利电力出版社。1985.2
2、侯斌 等，电站锅炉对流受热面积灰状态的在线检测，中国电力。2002年第3期
3、孔珑 等，工程流体力学。中国电力出版社。1992.11
4、空预器运行及维护手册。HOWDEN工程有限公司
作者：张明（1979-）男，本科，工程师，从事发电厂运行管理工作。