胡琼
【摘 要】分析了空气预热器在运行中易出现自身漏风量大、低温腐蚀、积灰、二次燃烧和风烟系统阻力增大风机喘振等现象.如果在设计和运行上对这些问题处理不当,将对锅炉安全性和经济性构成严重威胁.所以我们要认真分析回转式空预器可能存在的故障以及解决办法. 【期刊名称】《内蒙古科技与经济》
【年(卷),期】2017(000)018
【总页数】栅栏技术2页(P82-83)
【关键词】漏风;低温腐蚀;堵灰
【作 者】胡琼
【作者单位】中国神华胜利发电厂,内蒙古锡林浩特 026000
【正文语种】中 文
【中图分类】TK223.3+4
回转式空气预热器主要由两部分组成即转子和外壳，其中换热需要的蓄热元件布置在转子上。旋转的转子和静止的外壳在旋转的过程中势必有间隙存在，这种间隙构成了漏风的通道。空气预热器处于风烟系统的位置有负压侧的烟气和正压侧的空气，风烟之间的压差，形成了漏风的动力。漏风的形式有直接漏风和携带漏风；两侧压差存在通过间隙漏风的形式称为直接漏风；转子上大量的蓄热元件构成很大的容积，这样转子转动时，势必会携带一部分空气进入烟气侧这种漏风称维携带漏风。空气预热器在锅炉最大负荷连续运行时的漏风率第一年内应<6%，运行一年后应<8%；漏风率按下式计算。 式中：E′—空气预热器进口烟气量kg/s；
E＂—空气预热器出口烟气量kg/s。
携带漏风在回转式空气预热器正常工作时无法避免。只有降低携带漏风量，根据其漏风的特点我们要选用较低的转速进行换热同时要保证受热面的换热效率。一般选用380V电机经vga连接器
减速机构把空预器转子的转速降低到0.75转每分钟。
空气预热器的主要漏风是靠压差形成的直接漏风，空气漏入烟气侧的流量增加，就会使炉膛的氧量及制粉系统风量不足，在自动的情况下造成送风机、一次风机的动叶开度增加相应的电耗也增加，同时烟气侧由于空气的漏入使烟气流量增加，引风机为维持炉膛负压势必要增加电耗与此同时烟气流量的增加造成排烟损失增加相应的锅炉效率下降。
在生产过程中，通过以下方式降低直接漏风量，主要在转子的径向、转子外沿的轴向、周向加装了考登钢板制成机械密封装置同时在转子中心处设置中心筒实现空气预热器在最佳的漏风系数下工作。正常运行中通过自动升降装置控制扇形板与转子蘑菇形形变的径向间隙相配合来调整空预器的漏风量。密封片根据空预器检修周期来检查其磨损程度来决定是否要更换[1]。
烟气进入空预器温度较低的受热面区域时，经换热后烟气温度低于硫酸露点温度时，烟气中含有的硫酸蒸汽就会在受热面金属壁面上进行凝结，当硫酸的浓度达到一定的范围下就会对金属受热面产生腐蚀现象，这就是所谓的低温腐蚀。如果，空预器的漏风增加使烟温进一步降低从而加快了低温腐蚀，所以我们在正常运行中要保证冷端综合温度不小于148
℃。
硫酸蒸汽对受热面金属的腐蚀强度不大，可是在受热面金属凝结形成的硫酸溶液对其有严重的腐蚀，所以我们要防止低温腐蚀必须要计算出烟气硫酸蒸汽的露点。
下列反应方程可以直观的得出，烟气中SO3的浓度直接影响烟气露点温度的确定，火力发电厂所需输入燃料所含硫元素经一定条件反应生成液态硫酸的方程式如下：
缺氧池
石油化工流程泵露点计算基于以下条件：煤粉中硫分反应后都生成SO2；烟气中SO2的2%含量转化为SO3。
国内外有很多确定酸露点的计算方法，但是由于每个方法的侧重点不一样，忽略的因素就各有不同，这样得出的烟气酸露点温度就略有不同。而今被应用最广泛是前苏联锅炉热力计算中的公式见式。
式中：tld酸露点温度水露点温度，β修正常数，一般情况取125，Azs折算灰分，Szs折算硫份，αfh飞灰含量一般情况下取0.9。
通过上式计算可得到露点温度。由于水蒸汽与SO3反应生成硫酸蒸汽属于放热反应，当烟温高于200℃时，上述反应会进行的非常慢。当排烟温度降低到110℃以下时，水蒸汽和SO3反应全部生成硫酸蒸汽，一旦烟温进一步降低硫酸蒸汽就会凝结形成硫酸溶液，对受热面金属构成极大的威胁，当硫酸溶液达到一定的浓度范围(52%～56%)内腐蚀速率会达到最大[2]。
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实践运行表明，空预器的低温腐蚀发生区域在冷端，因为该处空气(不加暖风器时)和经空预器换热后的烟气温度达到最低，最容易达到露点以下水平。
低温腐蚀会造成空预器受热面金属的破裂甚至穿孔，致使增加了其漏风量；同时低温腐蚀会加重空预器受热面的积灰，烟道阻力增大，造成三大风机出力受限，极有可能造成风机的喘振和失速，影响锅炉的安全稳定运行。
低温腐蚀的防止：①从空预器换热元件高度方向把换热单元分为三层布置，即烟气入口为热段、烟气出口为冷段、中间部分称为中间段，其中冷段是最容易发生低温腐蚀。所以在工程实际生产上为了简化换热元件的检修工作量，降低维修费用，将冷端蓄热元件采用耐腐蚀的搪瓷蓄热元件制成提高其抗腐蚀性； ②在空预器冷端一次风、二次风的进口增加暖
风器； ③机组启停阶段要连续吹灰，正常运行应保证8h对受热面进行吹灰，保证受热面的清洁，防止因积灰形成腐蚀； ④避免和减少尾部受热面漏风。因为漏风处烟气温度和受热面金属壁面温度都会下降，这样会提高低温腐蚀发生的可能性[3]。
煤粉炉在运行中的机械不完全损失是无法避免的，它随烟气的流动会在尾部受热面以固态飞灰颗粒堆积形式存在形成积灰的现象。积灰如果得不到处理会对锅炉安全运行带来很多影响:①空预器积灰后，传热热阻增加，换热效率降低，排烟温度就会升高，锅炉热效率就会降低；②空预器积灰，增加烟道沿程阻力，增加了风烟系统三大风机的电耗，甚至威胁风机的安全运行，以致降低锅炉出力甚至被迫停炉；③空预器积灰会引起受热面金属产生腐蚀。腐蚀又会加剧积灰，导致恶性循环，最后影响锅炉安全经济运行； ④如果积灰中含有大量的可燃物得不到及时有效的处理可能引发的尾部烟道二次燃烧的事故。
目前空预器解决积灰的方法主要有以下两种：①蒸汽吹灰。主要是清除冷端和热端上的细灰沉积物。吹灰介质为过热蒸汽，一般参数:压力为1.1MPa (表压)，过热度110℃。②水冲洗装置。如果积灰用蒸汽介质吹灰器已经不能除去，可用高压水冲洗。水冲洗最好在空气预热器的通风阻力还没有达到两倍于其设计值之前就进行冲洗，否则，冲洗十分困难，而
且效果不佳，如果处理不当时还会带来设备损害。目前空气预热器的吹灰器大部分采用双介质吹灰器，在积灰形成的初期采用蒸汽吹灰，达到一定差压时再采用高压水清洗，吹灰的顺序为先热端后冷端的顺序。
如果锅炉尾部烟道内积存着没有完全燃尽的可燃物质，当周围温度逐步升高并有足够氧量的条件下，这些可燃物质就会发生自燃，称为烟道二次燃烧。
在机组停炉后的几个小时内，特别是在闷炉的情况下所有的烟气挡板、风门挡板以及炉膛关断门都关闭严密，烟道里的烟气接近阻滞，其对环境散热和流通条件都比较差，里面积存的可燃物因氧化放热使烟道内的温度逐渐升高，由于烟道仍然处于负压状态周围的空气非常容易从不严密的地方漏入烟道，当达到可燃物自燃条件时，就会在烟道产生二次燃烧。所以，二次燃烧事故大部分发生在机组停炉后的几小时之内。
另外，在机组启动过程和低负荷的运行时，由于燃油、燃煤同时与空气混合不良及正常负荷运行过程中煤粉过粗或燃烧调整不当，使未燃尽的煤粉进入锅炉尾部烟道烟等原因，达到一定的条件下也可能引起自燃。
无级变速轮
空预器的着火从局部极小面积着火到大面积燃烧需要较长时间，通常需1～2个小时。空预器的二次燃烧判断通常从空预器端点温度着手，增设红外热点探测装置来判断是否达到金属着火温度之前，能采取有效的灭火措施，防止金属燃烧，确保空气预热器安全运行，如果着火严重时有烟气泄漏或明显辐射，烟囱冒黑烟。
防止二次燃烧措施：①正常运行中应该合理配风、选取合理的煤粉细度，调整好燃烧工况，尽量减少不完全燃烧产物进入烟道； ②在启动初期或者低负荷运行时要根据实际情况减少吹灰周期或者投入连续吹灰来控制空气预热器蓄热元件上的积灰。
通过判断确定是发生二次燃烧现象时，立即停止相应侧送、引风机、一次风机运行。必要时紧急停炉。关闭风烟系统各处的挡板和孔、门，防止漏入空气，同时打开消防阀，通过顶部烟风道内的消防喷嘴扑灭火焰，确保烟风道内的排水口已打开。
回转式空预器虽然有一些缺点，但是在设计上不断的改进以及运行人员技术水平的不断提高，在生产上能够有效的提高空气预热器的可靠性。主要通过改装密封控制系统的可调整性使密封板跟踪蓄热元件的热变形来控制漏风率，把空气预热器的蓄热元件分为冷段、中间段和热段能够合理的进行检修以及采用不同的材料来防止空预器的磨损和低温腐蚀，在
机组启动初期和低负荷运行时加强空预器的吹灰来防止二次燃烧，这样提高了空预器运行的可靠同时提高了锅炉热效率。
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