锅炉空气预热器堵塞原因研究及整改措施

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1、锅炉空气预热器堵塞原因研究及整改措施摘要介绍SHL10-1.3锅炉空气预热器堵塞的原因分析，提出了整改措施，使锅炉恢复了正常运行。关键词空气预热器；燃煤的含硫量；露点；灰分；低温粘结灰中图分类号TK22文献标识码A文章编号1674-6708(2012)81-0056-021空气预热器堵塞概况沈重集团南10吨锅炉2006年夏季运行时，正压现象逐步严重，热效率大幅下降。经检查发现，空气预热器底部烟气出口50%以上管子被硫酸钙为主的硬化物堵塞。造成烟气通风截面积减小，阻力加大，导致锅炉正压燃烧。工人在清理空气预热器的堵塞物时异常困难。整个修理班近10个人，用了一个月的时间，动用了电锤等工具

2、才清理完毕，清理效果也不很理想。清理过程中发现管子腐蚀严重，虽然锅炉暂时投入运行，但造成空气预热器堵塞的情况必须从根本上加以解决，否则势必影响锅炉运行。2气预热器堵塞原因的分析2.1空气预热器在锅炉中的作用空气预热器一般安装在省煤器之后。它的作用是：利用烟气余热提高进入炉膛内的空气温度，从而提高炉膛温度，使辐射传热量增加，有利于燃烧灰分和水分较多的劣质煤；同时，降低锅炉排烟温度，但也相应增加了烟气阻力。这台锅炉使用的是立式管式空气预热器，安装型式如下图。南10吨锅炉的现状和使用燃煤情况南10吨锅炉为天津锅炉厂生产，原设计为饱和蒸汽锅炉。2004年，根据生产需要，改为过热蒸汽锅炉。在其

3、它部分不变的基础上加装了一套过热器。所用燃煤为阜新产沫煤，热值W17585千焦/千克，灰分230%,比较高，含硫量也比较高。2.2空气预热器堵塞原因分析1)锅炉在燃用高硫分、高灰分、高水分的燃料时，在空气预热器冷段形成的硬化结灰-也就是低温粘结灰的情况较为严重。原因是：燃料中的硫分在燃烧后，大部分形式S02进入烟气中，而部分S02又会再氧化生成S03,S03和烟气中的水蒸气结合形成硫酸蒸汽。由于空气预热器处于排烟温度及冷风入口温度都较低，以至管壁温度偏低。当管壁温度低于硫酸蒸汽的露点时，硫酸蒸汽就会凝结在壁面上，粘结烟气中的灰分后形成低温粘结灰。烟气中的水蒸气的露点约在30°C-60

4、°C之间，一般是不容易结露的。但是，烟气中的S03与水蒸气结合形成是硫酸蒸汽会使烟气露点大大超高，可达9(TC〜150°C,比较容易结露。1)通过对以上数据的分析，结合这台锅炉的运行状况可以看出，气预热器堵塞的原因有以下两条：(1)燃料中含硫和灰分都比较高。提高了烟气的露点;(2)这台锅炉的过热器是后增加的。而其它部分没有相应的改变。降低了空气预热器入口处的烟气温度。实际工作中，测得空气预热器出口排烟温度在i4(rc左右，小于含硫量高的烟气露点的上限i5(rc。总结分析：这台锅炉烟气含硫量、灰分比较高，而排烟温度低于露点。所以造成了空气预热器底部被硫酸钙硬化物堵塞。同时造成金属管壁的

5、严重腐蚀。3整改措施为减轻和防止低温粘结灰的堵灰及腐蚀可从两方面着手：一是减少烟气中S03的含量，以降低露点温度并减少硫酸蒸汽的凝结量。二是提高受热面的壁温，使之高于烟气露点。由于企业条件限制，使用的燃料一阜新沫煤无法更换。过热器还要继续使用，所以降低露点不现实。只有从提高排烟温度即提高空气预热器出口温度，使之高于露点温度，着手进行整改。经过反复论证，决定重新设计空气预热器，适当降低空气预热器的换热面积，提高排烟温度。2.1设计原始数据实测原空气预热器进口烟气温度：230°Co出口烟气温度：14CTC。烟气流量Q=49000m3/ho原空气预热器由038*1.65-2500钢管制作，

6、总计550根换热表面积为：S=ji*384-1000*2.5*550=164.Im3新设计空气预热器进口烟气温度：230°Co出口烟气温度设定在155°C（＞150°C露点上限）烟气流量不变，仍为49000m3/ho3.2设计计算此计算采用近似方法。考虑的依据是：气体对气体的换热是十分困难的。因为气体对壁面的放热系数很低，增加放热系数的方法就是扩大换热表面。因新设计的换热器与原换热器结构形式完全相同，故主要考虑减小换热表面积，达到提高出口烟气温度的效果。1）换热量计算查表可知烟气平均比热容：在230°C时，Cy1=1.4088KJ/m3°C在140°C时，Cy2=l.3910KJ/m

7、3°C在155°C时，Cy3=l.3930KJ/m3°C原空气预热器换热量：(Cyl-Cy2)*Q=(1.4088-1.3910)*49000=872.2KJ/h新空气预热器换热量：(Cyl-Cy3)*Q=(1.4088-1.3930)*49000=774.2KJ/h新旧空气预热器的换热量比为：774.24-872.2=88.76%新空气预热器的换热表面积为：164.1*88.76%=144.8m3根据以上计算结果，设计中选用①50*1.65的钢管钢管数量