空預(yù)器差壓大且堵灰的原因分析及策略研究

房文文

（山西魯晉王曲發(fā)電有限責(zé)任公司 山西長治 047500）

電廠在不斷發(fā)展過程中，為了更好地適應(yīng)綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展理念，越來越多的電廠開始對機(jī)組和設(shè)備進(jìn)行超凈排放改造。而隨著電廠生產(chǎn)效益不斷增加，發(fā)電廠在生產(chǎn)過程中，各類設(shè)施設(shè)備也容易出現(xiàn)一系列新問題。其中，空預(yù)器差壓大、堵灰逐漸成為發(fā)電廠需要解決的重點問題之一?？疹A(yù)器出現(xiàn)堵灰會導(dǎo)致煙氣測壓不斷增大、風(fēng)機(jī)耗電功率增加、爐膛負(fù)壓波動、排煙溫度增大等，這不僅影響發(fā)電機(jī)組的運行效益，更影響發(fā)電機(jī)組的安全運行。因此，必須要針對出現(xiàn)差壓過大和堵灰的成因進(jìn)行分析，才能提出針對性的策略，從而使空預(yù)器能夠更好地發(fā)揮作用，促進(jìn)電廠效益的提升。

1 電廠空預(yù)器堵灰的現(xiàn)象及發(fā)生過程

隨著電廠發(fā)電機(jī)組的連續(xù)運行及運行時間的增加，鍋爐中的空預(yù)器吸入煙氣的溫度不變，但排煙溫度偏差增大，這就需要在送風(fēng)機(jī)內(nèi)加入偏置，以減少排煙溫度的偏差。如果空預(yù)器煙氣差壓不斷升高，會導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)電流增加，可能會造成引風(fēng)機(jī)出風(fēng)率不足、送風(fēng)機(jī)出口壓力升高，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)失速。空預(yù)器中由于長期使用會出現(xiàn)積灰，積灰會與冷凝在管壁上的硫酸發(fā)生作用，從而形成以碳酸鈣為基質(zhì)的水泥狀物質(zhì)。同時，在基礎(chǔ)運作的過程中，吹灰流出的水與熱的水流出，在混合了積灰之后，也會形成積灰的“水泥化”現(xiàn)象，通常情況下，這種積灰呈現(xiàn)硬塊，可能會把管道或管間間距堵死，從而影響了鍋爐的正常工作。通過對積灰的形成進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，這種灰主要與三氧化硫的結(jié)露聯(lián)系在一起，當(dāng)鍋爐受熱面的壁溫達(dá)到酸露點之后，會在鍋爐的受熱面上凝結(jié)出液態(tài)硫酸，這種液態(tài)硫酸不僅會腐蝕金屬，還會沾黏煙氣中的一些細(xì)小灰塵粒子，久而久之，會在重力的作用下附著在潮濕的受熱面上，最終會導(dǎo)致煙氣堵塞管道從而形成堵灰現(xiàn)象。一般來說，這種情況主要發(fā)生在低溫段的空氣預(yù)熱器中，如果除塵器進(jìn)口煙溫度比酸露低時，也會發(fā)生除塵器堵灰現(xiàn)象。

2 空預(yù)器差壓大且堵灰的原因分析

2.1 鍋爐燃煤的種類不符合設(shè)計的要求

一般來說，鍋爐電廠中使用的燃料都是周邊市場煤礦供應(yīng)或洗煤廠供應(yīng)的洗煤或者原煤。如果某一種燃煤中的硫元素含量過高，那么可能會在燃燒的過程中引起鍋爐中煙氣露點降低，這樣的現(xiàn)象會導(dǎo)致空預(yù)器冷端結(jié)露，從而造成腐蝕現(xiàn)象。再者，如果鍋爐中的燃煤在燃燒過程中發(fā)熱量過低，那么也會造成燃煤量、煙氣流量不斷增加，這會極大地增加空預(yù)器的阻力。除此之外，如果燃煤中灰分過高，那么也會在燃燒的過程中使得鍋爐面的各個受熱面出現(xiàn)嚴(yán)重的積灰現(xiàn)象，最終會導(dǎo)致受熱面或鍋爐的工作面受到磨損，從而導(dǎo)致空預(yù)器積灰現(xiàn)象嚴(yán)重，在同樣負(fù)荷下，燃煤量會大幅增加，效率也難以提高。

2.2 過度啟動過程中制粉系統(tǒng)投入失當(dāng)

一般情況下，在鍋爐啟動的過程中，需要采用小油槍點火；與此同時，啟動磨煤機(jī)，在這一過程中，爐膛溫度較低，煤粉燃燒也相對較差，這樣的現(xiàn)狀勢必會導(dǎo)致飛塵和可燃物大量增加。另外，如果油槍投運時油污沒有燃盡或者燃燒煤粉進(jìn)入空預(yù)器，那么也會增加堵灰發(fā)生的概率。

2.3 空預(yù)器吹灰介質(zhì)未達(dá)到設(shè)計值

一般來說，鍋爐的長吹和短吹及過濾器吹灰源頭主要來自后屏過熱器出口聯(lián)箱，主要由蒸汽溫度或者減溫裝置控制。一般情況下，空預(yù)器在出廠設(shè)計的過程中都會預(yù)先設(shè)置好吹灰閥門前壓力值、蒸氣閥前溫度值、空預(yù)器吹灰蒸汽最佳過熱度等，如果在鍋爐使用的過程中空預(yù)器的吹灰介質(zhì)沒有達(dá)到設(shè)計值或吹灰蒸汽壓力過低，那么都會導(dǎo)致空預(yù)器積灰不易被吹盡，也可能導(dǎo)致空預(yù)器吹灰器故障，從而使得吹灰無法正常進(jìn)行。除此之外，如果吹灰蒸汽減溫減壓閥性能調(diào)節(jié)不當(dāng)，雖然能夠通過手動來進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是也可能難以達(dá)到預(yù)期要求，從而導(dǎo)致蒸汽帶水，這會進(jìn)一步削弱吹灰效果，長期處于這樣的工作環(huán)境中，就會出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象。

2.4 吹灰蒸汽閥門不嚴(yán)

電廠鍋爐在使用的過程中，空預(yù)器會因為吹灰煙器蒸汽進(jìn)汽閥不嚴(yán)導(dǎo)致一些細(xì)小的水蒸氣顆粒進(jìn)入到了空預(yù)器內(nèi)部，從而導(dǎo)致空預(yù)器出現(xiàn)了堵灰現(xiàn)象。在鍋爐空預(yù)器工作時，每一次鍋爐停爐時，需要對空預(yù)器吹灰進(jìn)氣閥和吹灰槍進(jìn)行全方位的檢查處理，避免堵灰現(xiàn)象的發(fā)生。

2.5 空預(yù)器水沖洗不夠徹底

一般來說，電廠的鍋爐在停爐之后，要對空預(yù)器進(jìn)行全方位的水沖洗處理，這樣才能保證空預(yù)器完全清洗干凈。如果沖洗得不徹底，那么換熱原件上殘留的部分污垢會在下次啟動后粘上大量的灰塵，在空預(yù)器運行的過程中，這些灰塵會越積越多，變成硬塊，或者出現(xiàn)“水泥化”現(xiàn)象，這就加大了下一次沖洗的難度，長期積灰也會影響鍋爐運轉(zhuǎn)的效率。

2.6 省煤器灰斗及輸灰管道不暢通

低溫省煤器出口設(shè)計煙溫過低或入口設(shè)計水溫過低導(dǎo)致?lián)Q熱管管壁溫度較低，煙氣中SO大量冷凝，換熱管低溫腐蝕速率增大，飛灰黏性增大，造成換熱管腐蝕和受熱面黏性積灰堵塞（見圖1）。

圖1 省煤器布置示意圖

2.7 空預(yù)器的入口第一、二暖風(fēng)器堵塞及泄漏

如果空預(yù)器入口的第一、二暖風(fēng)器出現(xiàn)泄漏，那么會導(dǎo)致進(jìn)入空預(yù)器的空氣濕度不斷增加，進(jìn)一步加劇了空氣的腐蝕和堵塞情況。與此同時，這一情況也與季節(jié)變化有關(guān)，例如，春季時，楊樹或柳絮大面積飄飛，也容易導(dǎo)致暖風(fēng)器堵塞。當(dāng)暖風(fēng)器停止工作之后，排煙溫度會降低兩端綜合溫度，如果不能保持在148℃左右，會導(dǎo)致空預(yù)器低溫段出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重時會出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象。

2.8 空預(yù)器冷端綜合溫度沒有達(dá)到設(shè)計要求

一般情況下，低溫腐蝕的情況和空預(yù)器堵灰情況主要發(fā)生在空預(yù)器的冷端，選用不同種類的燃煤和不同的工作狀況，對于空預(yù)器的兩端綜合溫度要求也不盡相同?？偟膩碚f，在任何負(fù)載下，空預(yù)器的冷端綜合溫度應(yīng)當(dāng)大于最低冷端綜合溫度。此時，就可以及時地投入空預(yù)器入口一、二次暖風(fēng)器，如果積灰的成分復(fù)雜、質(zhì)地堅硬或者已經(jīng)出現(xiàn)堵灰，那么這樣的情況下，只采用吹灰工藝則無法完全清除積灰。

2.9 鍋爐總風(fēng)量、受熱面泄漏及機(jī)組負(fù)荷的影響

如果鍋爐使用的過程中鍋爐的總風(fēng)量過大，那么勢必會增加煙氣的流量，也會增加空預(yù)器差壓。如果鍋爐的受熱面泄漏，那么會導(dǎo)致排出的煙氣帶上水蒸氣，從而使得顆粒在空氣中沉積下來，最終在空預(yù)器的受熱面上出現(xiàn)積灰現(xiàn)象。除此之外，機(jī)組的運轉(zhuǎn)負(fù)荷發(fā)生變化也會引起煙氣流量的變化，煙氣流量變化也會導(dǎo)致空預(yù)器差壓變化。

3 空預(yù)器堵灰預(yù)防措施及策略

3.1 有效減少硫化物的生成

針對空預(yù)器堵灰進(jìn)行預(yù)防的過程中，首先可以從輸煤系統(tǒng)做起。發(fā)電廠鍋爐房的輸煤系統(tǒng)主要包括燃煤輸送系統(tǒng)、卸煤系統(tǒng)、儲煤系統(tǒng)、配煤系統(tǒng)等。在此過程中，卸煤系統(tǒng)主要是汽車卸煤，儲煤系統(tǒng)是全封閉的圓形堆煤場。發(fā)電過程中，通過減少硫化物的生成，能夠使煙氣中的飛塵和硫酸類物質(zhì)減少，這樣可以避免硫酸類物質(zhì)與露相粘連，導(dǎo)致積灰硬化。具體來說，加強(qiáng)含硫量的控制，通過對不同含硫量的燃煤進(jìn)行配比，可以避免高硫燃料集中進(jìn)入鍋爐房。

3.2 優(yōu)化鍋爐點火工藝

在鍋爐每一次點火開始之前，要盡量滿足著火的能量。機(jī)組在每次停運之后，要盡量將底層磨煤機(jī)原煤斗中的煤燒空。在下一次啟動機(jī)組之前，預(yù)先設(shè)計好原煤斗配置的發(fā)熱量。在點火工藝中，也可以選擇揮發(fā)份較高的每一種，并且采用小油槍點火的方式點火。在機(jī)組啟動初期，不需要加太多的燃煤，當(dāng)燃煤穩(wěn)定燃燒之后，通過旁路系統(tǒng)，按升溫升壓曲線足量地添加燃煤，投入空預(yù)器連續(xù)吹灰，這樣可以有效避免空預(yù)器積灰現(xiàn)象的發(fā)生，也能夠降低積灰現(xiàn)象發(fā)生的概率。

3.3 定期對空預(yù)器進(jìn)行吹灰處理

如果空預(yù)器中的蒸汽帶水，那么水會與煙氣中的氧化鈣生成水泥狀的附著物黏在換熱元件上，隨著時間的不斷推移，這種黏著物會越來越硬，導(dǎo)致堵灰現(xiàn)象發(fā)生且不容易清除。定期對空預(yù)器進(jìn)行吹灰，能夠?qū)⒁恍┘?xì)小的灰塵及時清除，避免較為嚴(yán)重的積灰現(xiàn)象出現(xiàn)。在這一過程中，要保證吹灰蒸汽溫度達(dá)到足夠的過熱度。在對空預(yù)器進(jìn)行吹灰處理時，正常情況下，機(jī)組空預(yù)器每運行8h，需要進(jìn)行一次吹灰處理。如果鍋爐的燃燒條件相對較差，那么空預(yù)器出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象，空預(yù)器煙氣側(cè)差壓增加，或者低負(fù)荷煤與油混合燃燒時要相應(yīng)增加吹灰的次數(shù)。吹灰過程需要按照一定的工藝流程進(jìn)行，在這一過程中，采取疏水溫度控制，保證吹灰器有足夠的疏水時間，避免因疏水時間短而造成的蒸汽帶水現(xiàn)象，這樣才能進(jìn)一步保證空預(yù)器的吹灰效果。如果在吹灰過程中達(dá)不到這樣的要求，那么就要適當(dāng)?shù)貙κ杷苓M(jìn)行改造。

3.4 確保高壓水沖洗徹底

如果機(jī)組停爐時間超過7d，那么需要安排對空預(yù)器進(jìn)行高壓水沖洗。在高壓水沖洗的過程中，根據(jù)空預(yù)器的生產(chǎn)工藝，選擇不同的高壓水沖洗方式。對于安裝SCR 脫硝工藝的空預(yù)器來說，為了更好地防止低溫段的腐蝕現(xiàn)象堵塞和積灰，在清理過程中，需要進(jìn)行特殊的設(shè)計，也要采取相應(yīng)的清理流程。為了防止由于空預(yù)器發(fā)生臟污導(dǎo)致熱傳導(dǎo)效果降低，或者空預(yù)器由于堵塞而被迫停用事件的發(fā)生，空預(yù)器低溫段傳熱原件可以采用搪瓷表面的傳熱元件。搪瓷表面具有光滑的特點，一般情況下，灰塵難以附著在上面，也易于清洗。此外，搪瓷具有較好的穩(wěn)定性并且耐磨損，能夠長期使用。在沖洗完成之后，可以利用手電筒光束對搪瓷表面進(jìn)行照射，根據(jù)其對光的反射，確定沖洗質(zhì)量是否合格。與此同時，在沖洗過程中，還要進(jìn)行取樣化驗分析，沖洗結(jié)束之后，充分干燥。

3.5 強(qiáng)化省煤器輸灰系統(tǒng)的有效管理

在鍋爐運行的過程中，加強(qiáng)省煤器灰料位、壓縮空氣源壓力及閥門狀態(tài)管理。如果在管理中一旦發(fā)現(xiàn)高料位、低料位，那么要加強(qiáng)縮短循環(huán)的時間，加大進(jìn)料的時間，并且及時聯(lián)系檢修進(jìn)行處理，通過這樣的方式，才能更好地避免差壓的出現(xiàn)。

3.6 建立有效的空預(yù)器管理維修制度

空預(yù)器在長期使用的過程中，各種元件可能磨損，各個部位也有可能出現(xiàn)故障，一旦元件出現(xiàn)故障后，會極大地影響空預(yù)器的工作效率和質(zhì)量，從而導(dǎo)致積灰，如果沒有及時進(jìn)行維修管理，那么很可能發(fā)生堵灰現(xiàn)象。因此，在基礎(chǔ)運行過程中，針對空預(yù)器建立有效的維修管理制度，能夠更好地避免堵灰現(xiàn)象的發(fā)生。這需要結(jié)合實際，根據(jù)空預(yù)器的實際情況，制定有效的維修管理措施。在制定措施的過程中，要確保措施執(zhí)行的可行性，并且定時、定期地對空預(yù)器進(jìn)行有效的管理與維護(hù)。在這一過程中，要明確空預(yù)器管理與維修的具體職責(zé)，能夠?qū)⒐芾砼c維修的職責(zé)落到實處。

3.7 提高技術(shù)人員的專業(yè)能力與綜合素質(zhì)

技術(shù)人員的專業(yè)能力與綜合素質(zhì)對于空預(yù)器堵灰現(xiàn)象的預(yù)防與管理產(chǎn)生了重要的影響。通過提高其專業(yè)能力與綜合素質(zhì)，能夠使之在工作中及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)堵塞的可能原因，并且采取相應(yīng)的措施和策略進(jìn)行預(yù)防。這需要電廠建立有效的人才培養(yǎng)制度，加強(qiáng)現(xiàn)有技術(shù)人員的培訓(xùn)工作，使之能夠在工作實踐中更好地用專業(yè)能力處理各種問題。另外，還需要積極引進(jìn)高素質(zhì)的專業(yè)化人才，構(gòu)建專業(yè)化人才隊伍，使之更好地適應(yīng)空預(yù)器堵灰處理的需求。在進(jìn)行培訓(xùn)工作時，要以培訓(xùn)制度為依托融入相應(yīng)的培訓(xùn)內(nèi)容，并且促使技術(shù)人員積極參與到培訓(xùn)中來，不斷地提高自己的專業(yè)化能力。在強(qiáng)化人才引進(jìn)的過程中，以專業(yè)化能力為基礎(chǔ)，適當(dāng)提高人才準(zhǔn)入門檻，這樣才能使更多優(yōu)秀的人才進(jìn)入其中，更好地應(yīng)對工作中可能會出現(xiàn)了各種問題，從而不斷地提高技術(shù)處理水平，滿足工作的要求。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著發(fā)電廠生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，發(fā)電廠的生產(chǎn)效益越來越高，在這一過程中，發(fā)電廠不僅要關(guān)注生產(chǎn)效益，與此同時，也要關(guān)注生產(chǎn)工藝的優(yōu)化。空預(yù)器差壓大且堵灰成為制約機(jī)組生產(chǎn)效益的重要因素。因此，需要對其原因進(jìn)行分析，才能提出有效的策略，從而更好地提高發(fā)電廠的生產(chǎn)水平，不斷地提高基礎(chǔ)運行的效益，使發(fā)電廠在滿足社會能源發(fā)展需要的同時，更好地踐行節(jié)能環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的理念，促進(jìn)發(fā)電廠乃至整個社會的可持續(xù)發(fā)展。