670t/h鍋爐管箱式空氣預(yù)熱器的運(yùn)行與維護(hù)

１.空氣預(yù)熱器的作用和種類
空氣預(yù)熱器是利用煙氣的熱量來加熱燃燒所需空氣的熱交換設(shè)備，它裝在鍋爐垂直對(duì)流煙道的尾部，它是整個(gè)鍋爐機(jī)組中金屬溫度最底的受熱面，也是鍋爐沿?zé)煔饬鞒痰淖詈笠粋€(gè)受熱面。空氣預(yù)熱器是現(xiàn)代鍋爐的重要組成部分。它有以下幾個(gè)方面作用：
(1) 進(jìn)一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率?，F(xiàn)代火力發(fā)電廠采用給水回?zé)崞餮h(huán)以后，給水在進(jìn)入省煤器之前就已經(jīng)具有相當(dāng)高的溫度（150～250℃）。這樣，通過省煤器已無法將煙氣冷卻到合乎經(jīng)濟(jì)要求的溫度，而加裝空氣預(yù)熱器后，由于其進(jìn)口的冷空氣溫度較低，故可將排煙溫度進(jìn)一步降至150℃以下，減少了排煙熱損失。
(2) 助燃空氣被預(yù)熱提高溫度后，能強(qiáng)化煤粉的著火和燃燒過程，增強(qiáng)燃燒的穩(wěn)定性，降低了不完全燃燒熱損失，進(jìn)一步的提高了鍋爐效率。
(3) 高溫空氣進(jìn)入爐內(nèi)可以提高爐膛煙氣溫度，增強(qiáng)爐內(nèi)輻射換熱減少鍋爐受熱面的金屬消耗。
(4) 熱空氣還可作為制粉設(shè)備系統(tǒng)中煤的干燥介質(zhì)，尤其燃用多水分的煤時(shí)更需要用高溫空氣進(jìn)行干燥。
現(xiàn)代電廠鍋爐采用的空氣預(yù)熱器有管式和回轉(zhuǎn)式兩大類。在管式空氣預(yù)熱器中，煙氣的熱量通過管壁連續(xù)的傳給空氣，在回轉(zhuǎn)式空預(yù)器中煙氣和空氣是相互交替地流過受熱面（傳熱元件）進(jìn)行交換。下面就某電廠管式空氣預(yù)熱器進(jìn)行介紹。
2.管式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)及工作原理
管式空氣預(yù)熱器按管子放置方面的不同有立管式和橫管式兩種。該廠采用立式空氣預(yù)熱器。管式空氣預(yù)熱器是由許多互相平行的簿壁 鋼管、管板、空氣連通罩、導(dǎo)流板、墻板等部件組成。管子兩端分別焊接在上、下管板上，構(gòu)成立方形管箱。管箱外面裝有空氣連通罩，導(dǎo)流板和密封用的墻板。管子直徑為40mm，壁厚為1.5mm。為了使結(jié)構(gòu)緊湊和增強(qiáng)傳熱，采用小管經(jīng)、小節(jié)距、管子錯(cuò)列排列，煙氣由上向下從管子流過，空氣在管外橫向流動(dòng)，煙氣通過管壁加熱空氣。鍋爐運(yùn)行中，空氣預(yù)熱器的管子，外殼及鍋爐構(gòu)架，由于受熱情況和材料的不同，其膨脹量也不同。因此，在上管板和外殼之間，外殼和鍋爐構(gòu)架之間裝有簿鋼板制成的波形膨脹節(jié)，用以補(bǔ)償各部分的相對(duì)膨脹量，保證各部分的相對(duì)位移和連接處的密封，該廠鍋爐采用組合安裝方式，為了便于運(yùn)輸和安裝，管式空氣預(yù)熱器一般都做成若干個(gè)管箱，燃后組裝成空氣預(yù)熱器整體。為防止空氣經(jīng)過相鄰管箱之間的間隙漏到煙氣中去，在兩管箱之間用波形膨脹節(jié)連接，或把相鄰兩管箱的管板直接焊節(jié)起來。
在管式空氣預(yù)熱器中，由于煙氣是在管內(nèi)縱向沖刷管壁，故傳熱較差。為了加強(qiáng)傳熱和防止堵灰，采用適當(dāng)高的煙氣流速。而空氣是在管外作橫向沖刷，傳熱較好，但流動(dòng)阻力較大，所以宜采用較底的空氣流速（低于煙速）。要增強(qiáng)總的傳熱效果，空氣和煙氣流速以及兩者之間的比值都應(yīng)保持在適當(dāng)范圍。
3.空氣預(yù)熱器出現(xiàn)的異常問題
從該廠鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行的角度來看，空氣預(yù)熱器出現(xiàn)的問題已迫使鍋爐多次停運(yùn)。
(1) 空氣預(yù)熱器內(nèi)大量積灰、堵灰，嚴(yán)重影響了空氣與煙氣的換熱，致使鍋爐效率大副下降，排煙溫度持續(xù)上升，不得已造成停爐進(jìn)行處理。
(2) 空氣預(yù)熱器大量漏風(fēng)，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器堵灰，增加了引、送風(fēng)機(jī)單耗，不得已造成停爐處理。
(3) 低溫結(jié)露金屬腐蝕，已影響到空氣預(yù)熱器的整體壽命。
4.針對(duì)該廠空氣預(yù)熱器出現(xiàn)的問題進(jìn)行原因分析
(1) 空氣預(yù)熱器管箱之間密封不嚴(yán)，或多根鋼管斷裂，冷風(fēng)漏到煙氣側(cè)，致使管箱內(nèi)局部產(chǎn)生微正壓，煙氣流通性降低，飛灰顆粒浮積在管箱內(nèi)。長(zhǎng)期下去，積灰越積越多。
（2）風(fēng)道振動(dòng)太大引起空預(yù)器內(nèi)鋼管焊口開裂，引起漏風(fēng)，空預(yù)器堵灰。
5.空預(yù)器發(fā)生堵灰和漏風(fēng)時(shí)的運(yùn)行狀況
（1）當(dāng)一、二次風(fēng)空預(yù)器發(fā)生漏風(fēng)、堵灰時(shí)，勢(shì)必會(huì)造成一次風(fēng)或二次風(fēng)熱
風(fēng)溫度的降低。
（2）設(shè)計(jì)一次風(fēng)溫為306℃，二次風(fēng)溫為319℃，當(dāng)一次風(fēng)或二次風(fēng)空預(yù)器發(fā)生漏風(fēng)或堵灰時(shí)，隨著空預(yù)器換熱能力的下降，一次風(fēng)或二次風(fēng)熱風(fēng)溫度也逐漸降低。
（3）通常情況下，當(dāng)二次風(fēng)側(cè)漏風(fēng)或堵灰時(shí)對(duì)應(yīng)的一次風(fēng)側(cè)隨著煙氣流通量
的增加，一次風(fēng)溫上升超過設(shè)計(jì)值306℃，同樣當(dāng)一次風(fēng)側(cè)空預(yù)器發(fā)生漏風(fēng)或堵灰時(shí)，對(duì)應(yīng)二次風(fēng)側(cè)熱風(fēng)風(fēng)溫也會(huì)逐漸上升超過設(shè)計(jì)值319℃。
（4）一次、二次風(fēng)溫的升高勢(shì)必也會(huì)對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行造成影響，特別是當(dāng)一次風(fēng)溫升高超過設(shè)計(jì)值后制粉系統(tǒng)的出力和安全性就會(huì)受到影響。
（5）當(dāng)一次風(fēng)溫下降有堵灰或漏風(fēng)現(xiàn)象時(shí)要及時(shí)開大該側(cè)一次風(fēng)側(cè)煙氣調(diào)節(jié)擋板，甚至熱風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
（6）當(dāng)一次或二次風(fēng)側(cè)均有堵灰或漏風(fēng)時(shí)，空預(yù)器換熱能力下降，勢(shì)必造成鍋爐排煙溫度的升高，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)到180℃以上。此時(shí)電除塵的安全將受到影響。
（7）當(dāng)排煙溫度達(dá)到160℃以上時(shí)，要及時(shí)安排停爐處理，避免電除塵系統(tǒng)設(shè)備的安全。
6.維護(hù)的方法
下面對(duì)空氣預(yù)熱器制定的方案加以說明。
(1) 為了消除空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)，在鍋爐停運(yùn)后認(rèn)真進(jìn)行一次漏風(fēng)試驗(yàn)，對(duì)空預(yù)器進(jìn)行查漏及時(shí)消除漏風(fēng)點(diǎn)。檢修人員對(duì)空氣預(yù)熱器所在膨脹點(diǎn)進(jìn)行檢查，做到空氣預(yù)熱器在運(yùn)行中不膨脹受阻，從而引起鋼管斷裂漏風(fēng)現(xiàn)象。
(2) 在送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)進(jìn)入空氣預(yù)熱器之前的風(fēng)道中加裝暖風(fēng)器系統(tǒng)，采用盡可能提高空氣預(yù)熱器的入口風(fēng)溫在20℃以上。
(3) 冬季來臨針對(duì)機(jī)組沒有采用暖風(fēng)器系統(tǒng)的根據(jù)室外氣溫情況開大送風(fēng)機(jī)，一次風(fēng)機(jī)熱風(fēng)再循環(huán)，確?？疹A(yù)器的入口風(fēng)溫在30℃以上。
(4)嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐各段煙溫在正常范圍：
① 鍋爐尾部煙道兩側(cè)煙溫差不大于50℃：
② 主、旁煙氣擋板不得關(guān)的小于20%以免影響煙氣的正常流動(dòng)：
③ 空預(yù)器入口煙氣溫度不得低于350℃：
④ 一、二次風(fēng)兩側(cè)空預(yù)器入口煙溫不得低于300℃:
⑤ 一、二次風(fēng)兩側(cè)空預(yù)器出口任一側(cè)煙溫不得低于110℃兩側(cè)煙氣溫度平均不得小于120℃:
⑥ 空預(yù)器一、二次風(fēng)空預(yù)器兩側(cè)出口煙壓不得大于-30kPa：
各數(shù)據(jù)在鍋爐負(fù)荷變化時(shí)可根據(jù)煙溫高低相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整；加強(qiáng)巡回檢查發(fā)現(xiàn)送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)風(fēng)道振動(dòng)，及時(shí)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整，合理避開，送風(fēng)機(jī)，一次風(fēng)機(jī)的喘振點(diǎn)。
(5)鍋爐送風(fēng)機(jī)已采用液偶調(diào)節(jié)，風(fēng)機(jī)出入口擋板全開，用風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整鍋爐送風(fēng)量，風(fēng)道喘振現(xiàn)象已避免。
(6) 加強(qiáng)尾部煙道部位的吹灰工作，每班進(jìn)行一次。避免積灰長(zhǎng)期停留在煙道內(nèi)。
(7) 冷態(tài)點(diǎn)火開爐在投粉前必須在尾部煙道煙氣溫度上升到一定的溫度等級(jí)(400℃)以上，再觀察空氣預(yù)熱器的各部溫度，保證空氣預(yù)熱器要烘干暢通。
(8) 鍋爐投粉后，煤油混燒時(shí)間不得過長(zhǎng)，以免飛灰顆粒粘結(jié)在空預(yù)器各部管箱中。
(9) 鍋爐正常運(yùn)行中，保證適當(dāng)高的爐膛負(fù)壓，改善尾部積灰。
(10)減少三氧化硫的生成量，合理降底過量空氣系數(shù)。煙氣中只要有過量氧存在，二氧化硫就能繼續(xù)轉(zhuǎn)變成三氧化硫，過量氧及時(shí)生三氧化硫成量也增多，煙氣結(jié)露點(diǎn)溫度可提高到130℃～150℃。所以在保證完全燃燒的前提下，盡可能采用較低的過量空氣系數(shù)，維持低氧燃燒。現(xiàn)在空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕已得到了根本的解決。
總之，空氣預(yù)熱器是整個(gè)鍋爐機(jī)組中金屬溫度最底的受熱面，也是鍋爐沿?zé)煔饬鞒痰淖詈笠粋€(gè)受熱面。空氣預(yù)熱器是現(xiàn)代鍋爐的重要組成部分。
空氣預(yù)熱器的正常維護(hù)是一個(gè)長(zhǎng)期而持續(xù)的課題，只有在鍋爐運(yùn)行管理中合理制定一系列正確方法，而且能得到運(yùn)行人員的大力配合，持之以恒的去執(zhí)行，方可能保證鍋爐高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的運(yùn)行。該廠鍋爐技術(shù)部門已加大了以上各條措施的落實(shí)和監(jiān)督?？諝忸A(yù)熱器的保養(yǎng)問題已得到了根本的解決。