空气预热器堵灰及腐蚀的原因及预防措施
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摘要：管组式空气预热器在运行中常见的问题是堵灰及腐蚀，堵灰及腐蚀严重影响锅炉运行的安全性及经济性。本文针对能中发电3#炉空气预热器在大修中发现的问题，并就其中原因作出简要的分析，提出几点预防建议措施。
关键词：空气预热器、堵灰、腐蚀
1 概述
南钢能源中心发电作业区3#机组装机容量为50MW，汽轮机为南京汽轮机厂制造的高压、单缸、冲动冷凝式汽轮机，型号为N50-8.83-3。锅炉型号为NG―220/9.8―Q6，为杭州锅炉厂生产的单汽包、自然循环、集中下降管，倒“U”型布置的煤气锅炉。锅炉在尾部布置了空气预热器，空气预热器属于低温烟气区域，工作条件比较恶劣，容易出现低温腐蚀和堵灰。一旦发生堵灰，就会造成烟气通道堵塞，引风阻力增大，锅炉正压燃烧。这不但降低了锅炉出力，甚至造成被迫停炉；腐蚀的结果会造成空气预热器管子损坏泄漏，造成严重漏风，引起燃烧工况恶化，严重时不得不更换管组，既增加了维修工作量和材料损耗，又影响了锅炉的正常运行，冷空气进入烟气侧，还会降低烟温，加速低温腐蚀及堵灰的速度，从而影响锅炉安全运行。
2 空气预热器大修中发现的主要问题
3月21日能中发电3#锅炉和3#汽机大修，检修人员打开空气预热器人孔时，发现空气预热器上面积灰严重，空气预热器管子堵塞，如图1，用钢筋等工具疏通时，发现很多管子疏通不了，部分管子损坏严重，如图2，必须进行更换处理。管子损坏，冷空气就会漏入烟气中，排烟温度降低，进而加快受热面管壁腐蚀和积灰速度，产生恶性循环，最终导致空气预热器产生严重金属腐蚀和堵灰，使烟气通流阻力增加，通风不足，加大风机出力，直接影响锅炉运行的可靠性和经济效益。
3 空气预热器堵灰及腐蚀的原因分析
3.1 煤气中含有灰分
能中发电作业区锅炉燃用高炉、焦炉和转炉的混合煤气，煤气中含有灰分，尤其是转炉煤气，含灰量大。空气预热器烟气通道截面较小，阻力较大，因此增加了形成堵灰结渣的可能性。当松散性积灰在管内粘附时间过长时，就可能由松散转为紧密性的积灰，因为有的积灰可能吸附烟气中的二氧化硫、三氧化硫和水蒸汽，使积灰生成硫酸盐和亚硫酸盐，由于这些盐类的生成致使松散性积灰转变为紧密性积灰。这些积灰与空气预热器内管壁作用生成硫酸铁和亚硫酸铁，就更增加了积灰结渣的牢固性，严重堵塞空气预热器管道。
3.2 煤气中含有水蒸汽及硫化物
由于煤气中含有水蒸气及硫化物，在燃烧过程中，煤气中的硫化物会燃烧形成SO2及SO3。其中SO3与烟气中的水蒸汽形成硫酸蒸汽，而硫酸蒸汽的露点（也叫酸露点或烟气露点）则较高，烟气中只要有少量的SO3，烟气的露点就会提高很多，从而使大量硫酸蒸汽凝结在低于烟气露点的低温受热面上，引起腐蚀。
3.3 空气预热器传热元件布置紧密
由于空气预热器的传热元件布置较紧密，烟气中的飞灰易沉积在受热面上， 使气体流动阻力增加，影响空气预热器的正常工作。此外低温受热面积灰将造成金属壁温更低，硫酸蒸汽能透过灰层扩散到金属壁上，形成硫酸，使积灰变硬，难以清除。
4 空气预热器堵灰及腐蚀的危害
4.1 排烟温度升高，降低锅炉运行经济性；
4.2 烟气阻力增大，致使引风机过载；
4.3 降低空气预热器的寿命
5 防止空气预热器腐蚀和堵灰的措施
5.1 减少煤气中的灰分及硫化物含量
根本措施是减少煤气中的灰分及硫化物含量，增加脱硫设备，减少煤气中硫化物含量，增加除尘设备，减少煤气中的含尘量。
5.2 加强锅炉过剩空气量控制
在锅炉运行过程中，尽量降低过剩空气量，减少烟气中的过剩氧，能显著降低三氧化硫的生成量，相应的烟气露点温度也降低了，这样也就减少了低温受热面腐蚀的可能性。一般情况下燃气的过剩空气系数的临界量约为1.05，低于此数对降低低温腐蚀有显著作用。
5.3 锅炉运行负荷控制
要减少或避免锅炉低负荷或超负荷运行，锅炉低负荷运行必然造成排烟温度降低到烟气露点以下，引起空气预热器管壁腐蚀。当锅炉超负荷运行时，煤气量及排烟量均相应加大，空气预热器难以适应烟尘排量骤增的要求，烟气阻力增大，就会发生管内积灰堵塞现象。
5.4 空气预热器管组采用特殊的抗腐蚀材料，是管组不易被酸腐蚀。
5.5 加强空气预热器的清灰工作
加强空气预热器的清灰工作，掌握积灰规律，定期除灰。既可增大烟气流通面积，减少烟气阻力，又相应减少受热面的腐蚀。在清理管子积灰时，可用5%的碱水浸泡，然后用清水冲洗。为减少管子堵塞，可将管径加粗，效果也较为理想。
6 结论
通过对燃气锅炉空气预热器堵塞及腐蚀原因的分析，采取有效措施，就可以使空气预热器长期安全运行，提高锅炉热效率。
参考文献：
[1]冯俊凯 沈幼庭 杨瑞昌 《锅炉原理及计算》 科学出版社 2003年7月出版
[2] 徐帮学 《燃气锅炉安装与维修实用手册》 新疆青少年出版社 2001年11月出版
[3] 马昌华 《锅炉事故防范与安全运行》 地震出版社 2000年6月出版