程永峰

（華電國際萊城發(fā)電廠，山東 濟南 271100）

0 引言

空氣預熱器（下稱空預器）為煤粉著火提供熱源風。脫硝系統(tǒng)的增加或暖風器工作的異常，需要空預器長周期運行，如空預器密封異常或不當，會造成空預器漏風率高。煤粉中的硫隨煙氣進入尾部煙道，經(jīng)化學反應生成的硫酸氫銨附著在蓄熱片上，堵塞腐蝕空預器?？疹A器煙氣側(cè)差壓升高，出力降低，造成鍋爐排煙損失升高，鍋爐效率下降。本文介紹了空預器常見故障，分析了原因，提出了預防空預器低溫腐蝕和堵灰的措施，以及降低空預器漏風率的方法。

1 故障現(xiàn)象

某火電廠300 MW鍋爐燃用高硫煤，在鍋爐進行SCR脫硝改造后，空預器易發(fā)生硫酸氫銨堵灰。機組脫硝改造投運后，一周內(nèi)空預器煙氣阻力由1.5 kPa上升至2.6 kPa。兩側(cè)引風機動葉全開，并發(fā)生搶風現(xiàn)象。機組負荷只能帶到280 MW，鍋爐無法帶到最大負荷。

2 原因分析

空預器的冷端溫度是指進入空預器的空氣溫度和空預器煙氣側(cè)排煙溫度的平均值[1]，冷端溫度的高低對空預器冷端酸結(jié)露和腐蝕起著決定性的作用?？疹A器的出口冷端溫度如果低于酸氣結(jié)露的溫度，空預器冷端很快就會積灰，一周內(nèi)就形成極難去除的板結(jié)垢。冷端溫度目標值應根據(jù)“綜合冷端溫度與燃料含硫量變化曲線”確定，并根據(jù)燃用煤種性質(zhì)進行修正，除收到基全硫小于0.5%的煤粉外，燃用其他煤種冷端溫度應大于130℃。

煙氣酸露點主要受燃煤中的硫分、灰分、水分和煤的發(fā)熱量影響[2]?；曳趾突抑蠧a含量越高，酸露點越低；酸露點的高低與煤中硫分及其水分成正比。由于根據(jù)不同酸露點的經(jīng)驗公式計算出的數(shù)值偏差較大，對燃用煤種相對穩(wěn)定的鍋爐，應通過調(diào)整冷端溫度和觀察空預器差壓變化趨勢，來確定該煤種對應的綜合溫度控制目標值，并根據(jù)空預器煙氣側(cè)差壓變化及時提高空預器冷端溫度控制值。為提高控制精度和減輕運行人員調(diào)整工作量，空預器綜合冷端溫度控制目標值建議通過原煙氣SO2濃度、燃煤量、煙氣量等參數(shù)實時計算并參與自動調(diào)節(jié)。

3 空預器故障治理

3.1 空預器堵灰和腐蝕治理

鍋爐啟停過程中，嚴格控制空預器冷端溫度[3]。盡早投入暖風器加熱二次風，利用煙氣再循環(huán)熱風加熱空預器出口風。空預器出口綜合冷端溫度低于目標值時，優(yōu)先降低磨煤機出口溫度，適當增加一次風比例（注意鍋爐燃燒和飛灰含碳量的變化情況），以提高空預器出口排煙溫度?？疹A器蒸汽吹灰疏水溫度控制在比吹灰母管壓力對應的飽和溫度高5～20℃?？疹A器實際排煙溫度高于綜合冷端溫度目標值時，取下限，否則取上限。

安裝并運行脫硝裝置的鍋爐，要防止局部或部分時段噴氨過量引起的氨逃逸量超標。優(yōu)化鍋爐配風，利用煙氣再循環(huán)，防止過氧燃燒和爐膛局部溫度過高，減少爐內(nèi)SO3的生成。

空預器煙氣側(cè)差壓超過設(shè)計值或空預器冷端溫度低于目標值時[4]，應增加吹灰頻次。煙氣側(cè)差壓超過1.5倍設(shè)計值時，提高空預器冷端吹灰器彈簧閥后壓力，最高至1.5 MPa，加強吹灰。當差壓恢復至正常值范圍時，逐漸恢復正常吹灰壓力，防止吹損蓄熱元件。

加強鍋爐暖風器、熱風再循環(huán)、空預器扇形板自動調(diào)整裝置的運行維護，保證設(shè)備運行良好。暖風器、鍋爐受熱面（特別是省煤器）泄漏后要及時隔離或停爐處理。停爐后，利用高壓水進行沖洗，開機時要盡早投入暖風器除濕。加強空預器進出口差壓、溫度，空預器吹灰壓力、疏水溫度，脫硝催化劑出口氨逃逸等表計的檢測維護，保證指示準確。

空預器檢修中要通過校直大軸、修復密封片、采用新型密封技術(shù)等降低空預器漏風率，提高空預器出口排煙溫度。

C級及以上計劃檢修時，根據(jù)空預器腐蝕、積灰情況把蓄熱元件拆包徹底清洗，冷、熱端蓄熱元件復裝時調(diào)換位置使用。部分電廠聘請專業(yè)清洗公司用高壓射流清洗車對空預器蓄熱元件在不吊出的情況下進行沖洗，效果十分顯著，一般機組停運10天左右即可完成沖洗，且費用不高。

空預器冷端蓄熱元件選型或換型可采用考頓鋼、ND鋼或搪瓷波形板、陶瓷等耐腐蝕材料。對堵塞嚴重的空預器，要分析蓄熱元件高度和直徑設(shè)計是否合理，必要時進行大通道蓄熱元件換型改造，如改為L型直通道，或增加空預器蓄熱元件直徑。

投用暖風器或熱風再循環(huán)系統(tǒng)，使機組煤耗率升高，不利于機組的經(jīng)濟性。因此，在冷端綜合溫度或冷端平均溫度滿足要求的情況下，應及時停用暖風器或熱風再循環(huán)系統(tǒng)，防止過量投入造成能耗增加。

空預器在線高壓水沖洗。某火電廠空預器配備有冷端高壓水沖洗系統(tǒng)，系統(tǒng)由柱塞泵、伸縮式噴槍及相應的供水、排水和管路系統(tǒng)組成。該廠燃用高硫煤，在鍋爐進行SCR脫硝改造后，空預器易發(fā)生硫酸氫銨堵灰。在線高壓水沖洗能有效解決硫酸氫銨堵灰問題，也能部分解決陳舊性灰垢堵塞，配合運行中空預器蒸汽吹灰和暖風器的合理投用，根據(jù)差壓上升趨勢適時投用高壓水沖洗，能較好控制空預器阻力的上升[5]。

3.2 空預器漏風率高治理

空預器漏風率高會影響機組經(jīng)濟運行。部分空預器間隙自動調(diào)整裝置由于測量誤差或運行中卡澀等因素，難以投運，造成間隙偏大，漏風率大；部分空預器冷、熱端間隙在冷態(tài)調(diào)整后，熱態(tài)時無法進行再調(diào)整，或調(diào)整方法不當，也造成漏風率上升；部分采用彈性可調(diào)密封或柔性密封的機組，空預器運行時間越長，密封元件的磨損越大或彈片失效，密封效果明顯下降。為降低空預器漏風率，可進行空預器密封改造和相關(guān)治理。

1）雙道密封改造。增加轉(zhuǎn)子隔倉數(shù)，由原來的24分倉增加為48分倉，扇形板得以加長，形成雙層密封面，漏風率可降低30%左右，漏風率最低至6%以下。缺點是風煙阻力增大，轉(zhuǎn)子質(zhì)量增加，傳熱元件拆包切割易造成傳熱面積下降和元件損壞。

2）三道密封改造。在原雙道密封改造基礎(chǔ)上，進一步增加轉(zhuǎn)子隔倉數(shù)，加長扇形板，形成三道密封面，漏風率可在雙道密封基礎(chǔ)上下降約12%。但這會造成隔倉過密，傳熱元件偏小，風煙阻力上升10%左右。目前主要在部分一次風壓頭較高的新機組上采用。

3）拖拽式軟密封技術(shù)。在徑向隔板原徑向密封片的基礎(chǔ)上，再增加一道較薄的有一定彈性、折角較大的密封片，以增加密封道數(shù)，并允許密封片與扇形板有一定接觸，這能使漏風率降至4%。缺點是只在間隙小于10 mm時有效，運行時間加長接觸式密封片易磨損失效。

4）鋼絲刷軟密封。用金屬絲編織的刷式密封片來達到接觸式密封效果，投運初期漏風率可降至4%以下。缺點是運行周期較短，鋼絲軟化快，倒扶變形后漏風率增加，維護更換成本高。

5）彈簧密封技術(shù)。利用帶彈簧的密封片實現(xiàn)密封片與扇形板的接觸式密封，降低漏風率效果顯著。缺點是結(jié)構(gòu)較復雜，運行時間加長彈簧易失效而造成漏風率顯著上升，需經(jīng)常檢查和更換部件。

6）自動漏風控制系統(tǒng)。利用密封間隙自動調(diào)整裝置，采用間隙自動跟蹤技術(shù)，自動調(diào)整扇形板位置，實現(xiàn)間隙在最小狀態(tài)而不碰磨。如果使用得當，能起到較好的漏風控制效果，通常漏風率低于6%。但如果調(diào)整不當，會造成漏風率升高，因此應采取有效措施保證該裝置運行在良好狀態(tài)。

7）焊接靜密封。針對密封間隙自動調(diào)整裝置維護工作量大、技術(shù)要求高可能產(chǎn)生的漏風率高[6]，以及扇形板在線調(diào)節(jié)帶來的靜密封漏風率高的問題，將靜密封片和密封板焊接，扇形板運行中處于固定位置，以降低直接漏風。優(yōu)點是維護工作量少，漏風率穩(wěn)定，靜密封片使用時間長；缺點是熱態(tài)時難以在線調(diào)節(jié)密封板，若冷態(tài)時對熱態(tài)間隙計算和預留不當，或熱態(tài)時煙氣溫度偏離設(shè)計值，則漏風率會升高。

8）四分倉設(shè)計。因循環(huán)流化床鍋爐一次風壓較高，為降低漏風率，將一次風設(shè)置在二次風的通道之間，形成四分倉，以降低空預器至煙氣側(cè)的漏風量。

9）綜合性密封技術(shù)。綜合以上多種技術(shù)的特點，對空預器徑向、軸向、周向（旁路）密封和相關(guān)靜密封進行針對性設(shè)計，實現(xiàn)漏風率控制。

4 運行調(diào)節(jié)及維護

空預器煙氣側(cè)溫度升高，立即調(diào)整空預器的密封間隙處于合理范圍之內(nèi)。如果煙氣側(cè)溫度大于設(shè)計溫度20℃及以上時，應重新計算密封間隙并進行調(diào)整。蓄熱片結(jié)垢堵塞導致?lián)Q熱能力差，空預器煙風側(cè)阻力增大，差壓增加，漏風率升高。實時測量空預器漏風率，及時進行調(diào)整，防止空預器發(fā)生嚴重堵塞。

防止空預器膨脹不均、變形、大梁剛度差、中心不正，以及轉(zhuǎn)子格倉密封板變形、上下端不對口等問題。注意空預器各部位的保溫效果，特別在雨雪、大風天氣和冬季，防止因保溫不良造成空預器外殼變形，產(chǎn)生碰磨等。

空預器檢修后初次投運要保證24～48 h的磨合時間，根據(jù)磨合情況，精心調(diào)整熱態(tài)密封間隙，使空預器保持良好運行狀態(tài)。注意密封片焊接固定，利用檢修、調(diào)停的機會檢查各密封片和密封間隙，進行針對性調(diào)整。保證導向軸承可靠運行，防止中心偏斜。調(diào)整空預器的徑向及軸向密封間隙在正常范圍內(nèi)，同步調(diào)整密封板的端部和靜密封。

加強密封間隙自動調(diào)整裝置的調(diào)整和維護，不能長時間把間隙退到最大位置，否則會增加漏風率。

5 結(jié)語

燃煤鍋爐運行中，空預器低溫腐蝕、堵灰和漏風是常見問題。為提高空預器冷端溫度采取了一定措施，并且對空預器進行有效密封，降低了空預器漏風率，有效防止了空預器低溫腐蝕和堵灰，保證了鍋爐出力，提高了鍋爐效率。