管式空气预热器堵塞原因及预防措施
摘要：针对大庆油田电力集团宏伟热电厂1号炉、2号炉、3号炉空气预热器严重堵灰，其中3号炉曾2次被迫停炉清除堵灰的问题进行了分析。

针对空气预热器堵灰的情况，分析了空气预热器堵灰的原因，对锅炉正常运行造成的影响，提出了预防空气预热器堵灰的措施。

关键词：空气预热器堵灰原因影响措施
1前言
1.1 空气预热器的作用
空气预热器是利用尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需的空气的设备。

空气预热器对锅炉的作用：
(1)进一步降低排烟温度，提高锅炉效率；
(2)改善燃料的着火与燃烧条件，降低不完全燃烧热损失，进一步提高了锅炉效率；
(3)还能提高炉膛内烟气温度，强化了炉内辐射换热；
(4)节省金属，降低造价。

由于炉膛温度提高，因而强化了炉内的辐射换热，在一定的蒸发量下，炉内水冷壁受热面可以布置得少一些，节省金属材料，降低锅炉造价；
(5)改善引风机的工作条件。

由于排烟温度的降低，改善了引风机的工作条件，同时也降低了引风机电耗[1]。

1.2 空气预热器堵灰情况简介
该厂空气预热器采用立管结构，单级错列逆流布置，共三个行程。

为避免低温腐蚀引起局部腐蚀，最下面的一个行程为单独管箱。

各行程之间有连通箱连接，风道间均装有胀缩接头。

由于结构和系统的要求，在水平截面上烟道分成两部分，空气自下级预热器前后墙引入，从上端两侧墙引出，与烟气逆流换热。

1号和2号炉上中下三个管箱的高度分别为 3.5、3.5、2.3米，全部行程管箱均由40×1.5mm的碳钢管制成。

3号炉上中下三个管箱的高度均为3.3米，最下面一个行程管箱由51×1.5mm的考特钢管制成，以上两个行程管箱由40×1.5mm 的碳钢管制成。

经大修进入烟道内检查发现，1号炉、2号炉、3号炉中间行程和最下面的行程箱体均存在严重的堵灰问题。

而且3号炉在运行期间因空气预热器堵灰严重
曾两次被迫停炉清理堵灰，对锅炉的正常运行造成了巨大影响，带来了严重的经济损失。

2 堵灰原理与低温腐蚀
(1)空气预热器管箱之间密封不严或多根钢管断裂，冷风漏到烟气侧，致使管箱内局部产生微正压，烟气流通性降低，飞灰颗粒浮积在管箱内。

长期下去，积灰越积越多；
(2)发生低温腐蚀，形成黏聚性积灰，并造成通烟气的管道内壁不光滑，容易积灰。

同时，积灰黏度变大、层度加厚，不但降低了预热温度，也扩大了积粘性灰的区域[2]，加速积灰、结垢的速度；
(3)管道内部烟气温度低，烟气中的水蒸汽含量多、湿度大，飞灰粘在管道内壁上。

堵灰对壁温的影响，进一步造成低温腐蚀。

对于干燥壁面，在一定速度气流冲刷下是不易积灰的。

当受热面壁温低于硫酸蒸汽露点时，烟气中的酸蒸汽就会在低温金属表面上凝结出液态硫酸。

它不仅会腐蚀金属，而且还会粘结烟气中的灰粒子，使其沉积在潮湿的受热面上，严重时将造成烟气通道堵灰。

如果除尘器进口烟温低到酸露点时，也会造成除尘器堵灰。

腐蚀与堵灰往往是相互促进的。

堵灰使传热减弱，受热面金属壁温降低，而且350℃以下沉积的灰又能吸附三氧化硫，这将加速腐蚀过程[3]。

空气预热器受热面腐蚀泄漏后，将发生漏风。

漏风使烟温进一步降低，从而加速腐蚀和堵灰过程的进展，以致形成恶性循环。

硫酸蒸汽的凝结与三氧化硫生成量、酸的露点有关。

烟气中形成的三氧化硫生成量与燃料中的硫分、火焰温度、燃烧热强度、燃烧空气量、飞灰性质与数量等有关[4]；而影响酸露形成的另一主要参数就是酸蒸汽的露点，露点温度越高越容易造成硫酸蒸汽的凝结。

硫酸露点温度高低与酸的浓度、烟气中蒸汽含量等因素有关。

3 堵灰对锅炉的影响
对于现代大型锅炉，防止和减轻空气预热器腐蚀、堵灰是较难避免和解决的问题。

堵灰造成空气预热器的出口烟气温度升高，高到一定程度对电除尘会有危害；
堵灰造成出口空气温度降低，降低炉膛煤粉着火、燃烧情况，锅炉效率降低，炉膛温度降低，燃煤量增大，烟气量增加，灰量增大，更易造成空气预热器堵灰；
灰黏在管壁上，影响传热，降低传热系数（低温腐蚀会造成管壁黏灰）；
堵灰不仅影响传热，使排烟温度升高，降低锅炉运行经济性；而且由于烟气阻力剧增，致使引风机过载而限制了锅炉出力，甚至造成设备损坏而被迫停炉；
空气预热器堵灰时，会造成风量的上下波动，从而导致炉膛负压的上下波动，对于燃烧较不稳定的锅炉会严重影响其燃烧的稳定性。

4 预防措施
为了避免上述问题发生，延长空气预热器的使用寿命，提高锅炉的效率，必须对空气预热器采取一定的措施，下面对防止空气预热器堵灰的措施加以说明。

(1)为了消除空气预热器的漏风，在锅炉清灰完后认真进行了一次漏风试验，对空气预热器进行查漏，及时消除漏风点。

对空气预热器所在膨胀点进行检查，保证空气预热器在运行中不膨胀受阻，防止引起钢管断裂漏风现象；
(2)提高空气预热器受热面的壁温以防止低温腐蚀造成粘结性积灰，常用的方法就是提高入口空气温度。

在保证空气预热器出口温度在适宜范围内，尽量多投入暖风器运行；
(3)积极调整燃烧，减少烟温偏差，合理配风，使风速均匀，保证烟气流速变化不大，减轻松散积灰，维持动平衡状态；
(4)控制炉膛燃烧温度水平，能够减少三氧化硫的生产量。

采用烟气再循环可以降低炉膛的温度；
(5) 加强尾部烟道部位的吹灰工作，投入声波吹灰器时必须把疏水放干净，防止将水带入，避免积灰长期停留在烟道内；
(6) 在锅炉的启动和停炉过程中投入暖风器，此时空气预热器冷端壁温较低，有可能达到甚至低于水的露点，使受热面结露，积灰量增加。

通过投入暖风器的措施，保持空气预热器壁温高于水露点，防止由于水蒸汽凝结而粘附大量飞灰，形成粘聚性积灰而造成堵灰；
(7) 加强燃料管理，便于运行人员进行燃烧调整，防止空气预热器堵灰等不安全事件的发生，确保安全经济运行；
(8) 低氧燃烧，将过量空气系数控制在1.2%左右，使烟气处于还原性气体中。

烟气中只要有过量氧存在，二氧化硫就能继续转变成三氧化硫。

无论是送入炉膛的空气还是烟道漏风，都对三氧化硫的生成量有影响。

因此，为防止低温腐蚀，
在保证完全燃烧的前提下，应尽可能采用较低的过量空气系数，维持低氧燃烧，防止低温腐蚀；
(9) 加强运行管理，根据各段烟气、空气的监控仪表，对空气预热器的各部温度进行运行分析，掌握烟气及空气的进、出口温度变化，判断空气预热器的运行工况，并及时对锅炉燃烧进行相应的调整；
(10) 经常检修空气预热器漏风和积灰，定期冲洗空气预热器管。

5 结束语
空气预热器是现代锅炉的重要组成部分，在提高锅炉效率上起到相当的作用，空气预热器的正常维护是一个长期而持续的课题，只有在锅炉运行管理中合理制订一系列正确方法，而且能得到运行人员的大力配合，持之以恒地去执行，方可保证锅炉高效、经济、稳定地运行。

参考文献:
[1]应静良,李永华.电站锅炉空气预热器.中国电力出版社,2002
[2]叶江明.电厂锅炉原理与设备(第二版).中国电力出版社,2007
[3]章成俊.空气预热器原理与计算.同济大学出版社,1995
[4]蓝辉.空气预热器堵灰及腐蚀的原因及预防措施.工业技术,2007:13。