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回转式空气预热器堵灰的原因分析及预防措施

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  摘 要:回转式空气预热器堵灰的成因比较多,而且造成堵灰的影响因素也比较复杂,通过对回转式空气预热器堵灰形成的机理进行分析,探究了堵灰形成的具体原因,结合空气预热器工作的实际情况,分析了空气预热器堵灰的具体预防措施。
  关键词:回转式;空气预热器;堵灰;预防措施
  在发电厂中,锅炉的燃料在燃烧后,大部分的燃料灰分会和烟气一起往后流动,有一部分灰分在锅炉受热后容易发生沉积,而且烟气中含有大量的灰分,在通过回转式空预器传热通道时,由于传热片紧密排列造成通道狭窄,一些吸附性强而且微小的灰粒容易发生沉积,就会堵塞空气预热器的加热元件,从而造成空气预热器管道的积灰、堵灰情况,就会对锅炉的运行造成危害。
  一、堵灰形成的机理分析
  空气预热器的堵灰,一般情况下是由于烟气中的硫酸遇到蒸汽而形成低温腐蚀的硫酸溶液在空气预热器的管壁上溶解,形成氧化膜(Fe3O4)与金属铁在一起形成潮湿的硫酸腐蚀液,粘附烟气中的灰尘与颗粒,然后再发生复杂的化学反应,最终会在金属壁中形成硬质的灰层,造成空气预热器的管壁堵灰。如果烟气中SO3的浓度达到了5 ug/ L以上时,在遇到水蒸气时,就会具有很强的腐蚀性,烟气中的灰粒与腐蚀液融合在一起,就会在受热面与硫酸结合形成硬质的酸性灰层,这样就能粘附更多的灰粒,造成更大的堵灰现象。
  其次,回转式空气预热器的內部结构对产生堵灰情况直接密切相关,在空气预热器中转子的传热元件呈现出紧密排列的现象,在每方的耐热容积中,往往布置有300—400平方的受热面,而且有的元件可以达到500平方以上,在烟气中如有一些吸附能力较强的微小灰粒,就能够在这个大面积的范围内沉积,而且要比锅炉的其他部分沉积大很多,特别是在空气预热器的内部管壁密度高的元件受热而产生腐蚀时,将会进一步导致传热元件的吸附能力进一步增加,这样也会导致空气预热器的边界层流通阻力增加,进而也进一步地造成空气预热器内部堵灰的情况,导致边界层的腐蚀也在不断地增加,进而容易发生灰分吸附的现象,给空气预热器造成危害。
  二、回转式空气预热器堵灰的预防措施
  (一)提高空气预热器的金属温度
  通过提高空气预热器的金属温度,使得空气预热器的元器件温度要比烟气露点温度高10-200C,即烟气露点温度低于空气预热器的金属温度,这样产生的硫酸蒸汽就不能在受热面上进行凝结而吸附更多的烟气灰粒。同样,在回转式空预器的机组中,通过控制燃烧的温度以及提高进入空预器的风温,也能够有效地防止酸露的形成,提高空预器金属壁温,或者提高空预器中的风温,都能在一定程度上阻止烟气中的硫酸与蒸汽的结合而残留在管壁上,减少烟气中的灰粒凝结在管壁上,这样就会减少空预器堵灰机会。
  (二)高能燃气脉冲吹灰的方法
  在空气预热器中的空气和燃气在一特殊的容器中混合,在经过点火后,就会产生爆炸,使得空气预热器内的气体体积发生急剧地膨胀,进而能够形成高温、高压的爆炸性气体,进而在罐体内加速流动,形成激波,进而会在罐体内蓄集起极高的能量,在高温气体喷出时,就会有很大的动能、热能与声能进入到空预器内,作用在积灰上,使得积灰脱落,而被烟气带出空气预热器外。采用这种方式吹灰的能量比较大,既适合于松散性积灰清除,同时还适合粘结性积灰、结焦和堵灰的清除与处理,在具体的应用中十分有效。
  (三)加强密封,减少漏风
  因为空气预热器内的堵灰与漏风是相互作用、相互加强的,对空气预热器进行及时吹灰就能够减少空气预热器的漏风,这时,如果采用效率更高的密封装置与运行技术来减小空气预热器的漏风量,在锅炉启动后,及时在空气预热器中投入预盘车装置,能够有效减少空气中酸性物质的凝结,进而能够减轻空预器的“蘑菇形”变形,提高空气预热器的密封效果,减少漏风影响。
  (四)减少烟气中水蒸气含量
  由于烟气中含有水蒸气容易与酸性物质进行混合凝结,进而能够与空气中的灰粒结合,容易凝结在空气预热器的内部管壁中。
  1.加强吹灰过程疏水
  为减少空气预热器的内部灰粒,对其内部的受热面元件进行吹灰也是防止空气预热器堵灰的重要手段,但是将蒸汽作为吹灰介质,在整个管道系统中由于蒸汽容易冷却,而且在吹灰管道中能够存在大量的水分,在对其进行吹灰时,需要对管道进行适当的预热处理,并保证管道内原有的凝结水都已经排除,保证管道内部的干燥,避免在吹灰的过程中,导致水蒸气进入空气预热器中,使得烟气中的水分含量过大,吸附烟气中的灰粒,导致空气预热器的堵灰。
  2.改造吹灰汽源
  由于回转式空气预热器的输汽管路过长等原因,如果在低温或者低负荷的状态运行时,或者在吹灰时的汽温偏低,或者水蒸气的热度不够高,就会有大量的水蒸气喷出,这样容易造成水蒸气的含量过高。如果将汽源汽温控制在400℃以上,不仅能够满足吹灰汽源吹灰的要求,同时也使得吹灰过程中的水分减少,而且也能够达到节能的效果。同时,通过减少空气预热器的入口冷空气中的水分含量,定期对锅炉进行排污扩容,这样就能够对空气预热器内的空气水分含量进行控制,减少灰粒中的酸性物质与水蒸气结合的情况,在对与空气预热器中的堵灰进行预防时,还需要加强对低温受热面的吹灰,减少管道金属壁的硫酸蒸汽的凝聚,降低结灰变硬的情况。
  三、结语
  回转式空气预热器堵灰产生的机理比较复杂,而且影响因素也比较多,对锅炉的危害也比较大,在对空气预热器的堵灰进行清理时,需要针对具体的情况,选择合理的预防措施,并布置足够的吹灰装置,及时对空气预热器内的灰粒进行清除,才能保证回转式空气预热器的清洁与干燥。
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