空预器管内(烟气侧)堵灰的机理分析

  2024-07-31         0次

低温腐蚀性粘结

由于空气预热器进口冷风温度较低，而下级空预器管壁温度也偏低，在此工况下，燃烧生成的SO3和烟气中的水蒸汽结合形成硫酸蒸汽，它像一层胶膜，一面粘在钢管壁面上并腐蚀金属，一面不断捕捉烟气中的飞灰，并形成以多种硫酸盐或亚硫酸盐为基质的水泥状物质。同时，管子上的积灰也不断吸附烟气中的SO2、SO3和水蒸汽，生成硫酸盐或亚硫酸盐，这种低温粘结灰的形成主要与低温腐蚀有关，在空气预热器冷段形成呈硬结状，把管子堵死，此硬结状较难清理。

硫酸氢氨型结灰

随着环保对锅炉脱硝要求的不断提高，特别是超低排放后存在不可避免的氨逃逸，逃逸的氨气进入空预器与硫酸水蒸汽反应，形成硫酸氢氨。当温度低于硫酸氢铵的沸点时，其就会凝结在空预器的钢管壁面上，并且液相的硫酸氢铵具有非常高的粘性，进而造成灰分颗粒的大量聚集，导致换热管通道变小，阻力上升直至堵塞，此粘结状较难清理。

物理聚结

随着循环流化床锅炉分离器分离效率的不断提高，飞灰颗粒度越来越小，微小灰粒单位重量具有较大的表面积，即具有较大的表面能，当它与管壁接触时，能靠分子吸附在壁面上。对于小于3～5μm的灰粒，因钢管表面具有一定的粗糙度，此部分灰粒完全能靠机械作用拉住在钢管壁面上，对于≤0．2μm的灰粒甚至可穿过钢管氧化层而与钢管金属表面接触吸附。另外，烟气流中的飞灰颗粒可被感应带有静电荷，带电荷的灰粒靠静电力足以克服本身重力而吸附于钢管壁面上。上述两种积灰起先是松散状的，随着时间推移则会成为不易清除的低温粘结灰。

解决改善空预器堵灰的技改措施

为解决改善空预器堵灰的问题，结合实际运行情况，经过多次交流、讨论并与锅炉厂进行深入沟通的基础上，技改措施如下:

1)减少低温粘结灰的措施是空预器冷风进口由下级空预器改为中级空预器。空气原流程为:风机→下级空预器→中级空预器→上级空预器。空气现流程为:风机→中级空预器→下级空预器→上级空预器。这样能有效提高空气预热器冷风进口温度与空气预热器管壁温度的温差值，从而减少并改善低温粘结的堵灰现象。

2)改善清灰工作难度，减少物理聚结粘灰。由于上、中、下三级空预器均为立式钢管式，管内流烟气，管内一旦结灰堵塞，清除极其困难，而下级空预器堵灰较为严重且较难清除，因此，把下级空预器改为卧式空预器，管外走烟气，管内走空气，管外结灰比管内结灰易清除，而且卧式空预器安装蒸汽吹灰器的吹灰效果更佳。

3)减少物理聚结粘灰措施:根据空预器结构，中级立式空预器上部增设耙式蒸汽吹灰器，下级卧式空预器上部增设半伸缩式蒸汽吹灰器，定时进行吹灰以减少物理聚结性结灰。

4)减少硫酸氢氨结灰的预防措施:加强运行管理，提高员工技能及意识，控制并减少氨逃逸量。另空预器整体下移预留催化剂安装空间，根据技改后的使用情况再进行决策。

空预器堵灰对锅炉的运行造成很大的困扰，清灰方式很多，但接触式清灰的效果相对好一些，尤其是机械清灰，更能清除粘性大吹不掉的积灰，不需要人工参与，可以远程控制，真正解决空预器堵灰的难题。