三分仓空预器防堵技术措施及系统改造方案分析

张翔宇

摘要：提高燃烧所需空气温度，有利于着火和燃烧，减少锅炉不完全燃烧热损失。电站锅炉空预器就是利用锅炉尾部烟道中排放的烟气热量来加热炉膛中燃烧所必需的空气，通过提高空气热量来充分使用烟气余热以及降低锅炉排烟温度的一种热交换装备，它提高了锅炉效率，是锅炉运行中不可或缺的一部分。腐蚀、堵灰、漏风和电流波动及事故停机是空预器运行中最主要的问题，将直接影响到锅炉的燃烧和效率以及送、引风机的功耗，严重时还会造成风机失速和机组带不到满负荷等严重后果。受热面回转式空预器结构紧凑、轻便，占地面积相对较小，因此随着大型电站锅炉蒸汽参数和机组容量逐渐增大，现在基本都选择采用回转式空预器。现介绍常见的三分仓容克式回转空预器防堵技术措施及系统改造方案，以解决空预器堵塞导致系统阻力上升的问题，可为锅炉的经济运行提供参考。

关键词：空预器;堵灰;腐

0    引言

回转式空预器的工作原理：烟气与空气交替流过受热面，当烟气流过时，热量从烟气传给受热面，受热面温度升高，并积蓄热;当空气流过时，受热面将积蓄的热量释放给空气[1]。这就容易导致烟气脱硝系统逃逸的氨与SO3反应生成硫酸氢铵，其以液体形式粘附在蓄热元件表面，或以液滴形式分散于烟气中。液态的硫酸氢铵是一种黏性很强的物质，在烟气中会粘附大量飞灰[2]。硫酸氢铵的露点温度为147 ℃，黏性混合物隨烟气进入下游低温区（147 ℃以下）时，硫酸氢铵会凝固并造成堵塞现象，另外硫酸氢铵本身对金属有较强的腐蚀性，会造成空预器冷端腐蚀，进而影响空预器的正常运行。

本文介绍了常见的三分仓空预器防堵技术措施及系统改造方案，以解决空预器堵塞导致系统阻力上升的问题，可为锅炉的经济运行提供参考。

本文中电站风烟体系由双一次风机、双送风机、双暖风器、双引风机、双空预器构成。空预器为豪顿华公司制造的三分仓容克式空气预热器，型号为32.5VNT2050，以该回转式空预器为改造对象。该空预器蓄热元件分为3层安置，转子分48隔仓，换热元件传热总表面积达121 668 m2，气体流向为烟气向下、空气向上，旋转方向为烟气→二次风→一次风。

1    容克式回转空预器防堵措施

（1）蒸汽吹灰器在防止空预器堵灰和二次燃烧方面起到主要作用。空预器吹灰频率可调整为4 h一次，疏水温度调整至300 ℃以上。

（2）控制脱硝氨逃逸率不大于1 μL/L（当氨逃逸率小于1 μL/L时，硫酸氢铵生成量很少）。

（3）尽量将空预器冷端综合温度提升到一个合适的比较高的温度点。硫酸氢铵的露点温度为147 ℃，空预器冷端综合温度可按比露点温度高8 ℃进行控制，硫分在0.8左右时，应控制冷端综合温度在155 ℃。

（4）根据实际煤种含硫量，对蓄热元件的材质进行更换。

2    提高单侧空预器出口烟温，降低该侧空预器出入口差压的技术措施（以提高A侧烟温为例）

（1）在提高单侧空预器烟温的操作过程中，应暂停锅炉本体、烟道吹灰，两台空预器冷端吹灰枪投入连续吹灰，且机组负荷在4 h内没有变动计划。A侧空预后排烟温度尽量提高，至少控制在155 ℃以上，同时B侧空预后排烟温度保持不低于100 ℃。

（2）机组电负荷稳定在60%到100%额定负荷之间，二次风量为额定总风量的60%～80%，送风机出口二次风联络挡板关闭。将A侧送风机动叶解除自动切换至手动控制模式，在手动模式下缓慢将A侧送风机动叶开度关小，调节A侧送风机动叶过程中一定要保持B侧送风机动叶以及两台引风机动叶在自动位，同时密切关注两台送风机电流、出口压力和两台空预器电流等参数变化，防止送风机发生失速、喘振现象。如果出现送风机失速、有异音或两台空预器电流大幅摆动等现象，应立即手动开大A侧送风机动叶开度，调整至两侧送风机电流相同，系统保持稳定后，待送、引风机各参数以及炉膛负压恢复正常，将A侧送风机动叶投入自动。

（3）当A侧送风机动叶开度慢慢关小时，尽量维持炉膛内总二次风量不变，A侧送风机风量维持最低为总风量的1/3，B侧送风机动叶开度会缓慢自动开大，A侧空预后排烟温度也会随着A侧风量的减少而逐渐升高，B侧空预后排烟温度则会因B侧送风量的增加而缓慢降低。可根据A侧空预后排烟温度的上升速率来控制A侧送风机动叶关小速度。

（4）当A侧空预器进出口差压开始变小到基本保持不变后，缓慢将A侧送风机动叶开大，将A、B侧送风机并列运行，系统稳定后，将A侧送风机动叶投入自动，系统回到正常运行方式。

3    容克式回转空预器3.5分仓防堵改造降低空预器出入口差压说明

3.1    3.5分仓防堵系统简要说明

为改善回转式空预器堵灰严重的问题，可对三分仓空预器进行3.5分仓防堵灰改造，如图1所示。在空预器冷端二次风分仓内（接近一次风/二次风扇形板处）新增一个独立防堵分仓，将空预器出口热一次风（300 ℃以上热空气）引入空预器冷端防堵分仓中，热风经防堵分仓喷口喷出，在蓄热元件内建立局部高温高速吹扫区域，通过高温气化酸液、高流速携带灰粒的方式清除硫酸氢铵及粉尘沉积带。防堵风仓的热一次风在吹过蓄热元件之后，全部进入到热二次风道中。

新增防堵系统管道上安装有温度、压力以及流量测点，同时还安装有插板式隔绝门及调节挡板门，用于控制和调节进入到防堵分仓的热风流量或压力，同时在进入防堵分仓时将热风分为内环/外环两路通道，可在运行时进行防堵通道的切换，以此减少热风用量，强化吹扫效果（正常运行状态下，保持一个通道运行，另一通道关闭，定时切换）。

3.2    3.5分仓防堵系统运行操作要求

3.5分仓防堵系统中各隔绝门、调门皆可设置为电动执行机构带动执行。电动调门执行机构应满足可在就地通过切换旋钮自由切换就地/远方。所有电动隔绝门和电动调门均可在远方或者就地开启或者关闭，可通过设置A1（B1）/

A2（B2）入口调门自动开启时间来实现双通道自动切换。

空预器防堵系统应设置专门的运行画面。其画面应加入A1（B1）/A2（B2）通道入口压力模拟量、烟气侧差压值、空预器电机电流以及设置A侧/B侧空预器防堵系统紧急退出按钮，便于运行人员掌握分析空预器实时运行工况，从而及时作出相应的调整。

3.3    系统启动调试步骤

3.3.1    启动前检查

（1）检查防堵系统风道保温完好，人孔门全部封闭。（2）检查仪表就地及远程显示正常。（3）检查全部设备已经送电正常，各执行器都在“远程”控制位，确保远方操作正常。（4）防堵系统风门全部关闭。

3.3.2    系统启动步骤

（1）开启空预器防堵系统电动隔绝门至全开状态（运行操作确认）。（2）开启空预器3.5分仓防堵系统A1（B1）和A2（B2）调节门至100%状态。

3.3.3    双通道A1（B1）/A2（B2）手动切换试验

（1）系统正常启动后，将A1（B1）调节门保持100%不变，将A2（B2）调节门调至0%，记录数据。（2）将A2（B2）调节门调至100%，再将A1（B1）调节门调至0%，记录数据。（3）确认A侧、B侧空预器的两个进风通道均可正常手动切换。

3.3.4    双通道自动切换试验

（1）在防堵系统运行画面检查A1（B1）和A2（B2）调节门（A/M）为手动状态。（2）保持A2（B2）位于100%状态，将A1（B1）调节门调至0%。（3）在防堵系统运行画面上设置A1（B1）调节门运行时间为5 min（測试值），设置A2（B2）调节门运行时间为4 min（测试值）。（4）将A、B调门运行状态切换为自动（A/M），观察在对应时间，两个风门是否自动切换。

3.3.5    系统手动退出运行步骤

（1）将防堵系统A1（B1）和A2（B2）调节门设置为手动状态。（2）将防堵系统A1（B1）和A2（B2）调门关至0%。（3）关闭防堵系统A（B）隔绝门至全关状态。

3.3.6    系统紧急退出运行步骤

（1）手动紧急退出系统：点击A（B）侧空预器防堵系统紧急退出按钮，空预器防堵系统所有风门开度均关闭，系统紧急退出。

（2）出现以下任一情况将联锁退出该侧空预器防堵系统：单侧一次风机跳闸、单侧空预器跳闸、锅炉MFT。

4    结语

本文详细介绍了三分仓回转式空预器在正常运行中的防堵措施、提高单侧空预器出口烟温来降低空预器出入口差压的技术措施、3.5分仓防堵改造方案及改造后的系统调试方案，为解决空预器因低温硫酸氢铵吸附飞灰堵塞导致系统阻力上升的问题提供了较好的参考，同时安装防堵性能监测装置进行监测，为运行人员及时掌握和分析锅炉空预器内蓄热元件的堵灰及清洁状况提供了重要参考依据，也为电厂空预器的安全、经济运行提供了帮助。

[参考文献]

[1] 彭树智.回转式空气预热器堵灰和腐蚀的分析[J].电站系统工程，2010，26（4）：23-24.

[2] 杨云元.空预器低速运行清堵的探讨[J].福建质量管理，2018（10）：150.