火电厂空预器堵塞之因探寻

一、火电厂空预器的重要性及堵塞问题概述

火电厂空预器作为锅炉的重要组成部分，有着至关重要的作用。它能降低热量损失，利用锅炉尾部烟道的烟气热量加热进入锅炉的空气，充分利用烟道烟气的热量，进而降低热量损失。同时，提高锅炉效率，通过利用烟气热量加热进入锅炉内的空气，提高了锅炉内的进风温度，进而提高了锅炉效率。此外，还能提高燃烧效率，充分利用烟气热量，将燃烧所需的空气进行加热，提高了锅炉内的燃烧效率。

然而，空预器堵塞问题却给机组的安全性和经济性带来了严重影响。从安全性方面来看，空预器发生堵塞后，会引起炉膛负压波动增大，也会导致空预器的烟气侧、一次风、二次风侧的进出口压差增加。堵塞严重时会造成空预器漏风系数增大，两边的排烟温度温差增大，锅炉排烟损失增加。在这种情况下运行时，引风机、送风机、一次风机电流变大，耗电量增加，甚至有可能造成风机失速进而风机跳闸引起锅炉 RB 动作，对火电机组安全稳定的运行造成威胁。

从经济性方面来说，以 130 吨锅炉配套的 30000KW 发电机组为例，因空预器堵塞问题造成锅炉停炉，停炉一次如果为 7 天检修清理期，损失则是 252 万。而且，空预器堵塞对锅炉机组的运行影响也比较直观，当空预器运行到一定时间因堵塞问题，负荷功率下降，造成经济损失。此外，某电厂 660MW 燃煤发电机组在正常运行 1 年后，由于空预器堵塞，空预器压差由设定值 1.2kPa 上升至 3.5kPa 左右，排烟温度上升了 20℃，空预器出口风温降低 10℃，送风机电流增加了 40A，引风机电流增加了 120A，— 次风机电流增加了 20A，这些数据都在表明空预器堵塞对机组运行的经济性造成严重影响。

二、空预器堵塞的原因剖析

（一）入炉煤硫份偏高

实际燃用煤种含硫量变化大且偏离设计值，导致烟气中 SO₂含量增大，露点温度升高，硫酸蒸汽在低温波形板上凝结并结合灰分，堵塞预热器孔道。

（二）氨逃逸高

NH₃与 NOₓ反应不充分、过喷氨等使烟气中 NH₃增加，与 H₂SO₄蒸汽反应生成 NH₄HSO₄，其黏性大导致灰分聚集，蓄热片通道变小。

（三）空预器吹灰效果不理想

多种因素影响吹灰效果，吹灰能力下降无法彻底作业，传热元件灰尘聚集形成积灰。

（四）空预器吹灰器设计不合理

热端有吹灰器而冷端无，冷端易积灰形成吹灰死角。

（五）煤粉细度不合格

煤粉燃烧不完全，粗灰比例大在尾部烟道聚集，导致空预器堵塞。

（六）机组启停影响

机组启停过程对空预器堵塞也有着重要影响。在机组启停过程中，排烟温度通常较低，这使得 NH₄HSO₄容易结露。当 NH₄HSO₄结露后，会吸附飞灰，从而堵塞空预器。例如，在某火电厂机组启动初期，由于辅助蒸汽温度低且湿度大，容易使水蒸气在热端凝结，并粘结飞灰。随着时间的推移，这些粘结的飞灰会不断积累，增加空预器堵塞的风险。

（七）煤质影响

实际燃用的煤种变化较大，不仅含硫量高，而且水分也高。这种情况会提高 NH₄HSO₄的酸露点温度。当酸露点温度升高时，空预器更容易发生积灰堵塞现象，同时也增加了低温腐蚀的风险。以某电厂为例，实际燃用煤种含硫量在 0.36%～2% 之间变化不等，含硫量高导致烟气中 SO₂量增大，且粘附性较强，易促使冷端结露腐蚀。同时，水分高也使得烟气中的灰尘更容易粘结，进一步加重了空预器的堵塞情况。

（八）排烟温度偏低

NH₄HSO₄在特定温度下为液态，当排烟温度偏低时，NH₄HSO₄更容易与飞灰混合在一起，在空预器中积累堵塞。一般来说，火电机组锅炉排烟温度设计值在 120℃左右，但实际运行区间在 100～160℃之间。这个温度区间部分处于 NH₄HSO₄的液态区间，因此空预器的排烟温度控制非常重要。如果排烟温度偏低，NH₄HSO₄就会在空预器中凝结，与飞灰结合形成堵塞物。

（九）吹灰动力不足

吹灰的作用是及时清除空预器受热面上的积灰和硫酸氢氨板结物，但如果吹灰压力低、时间短，就会造成空预器积灰不易吹尽。另外，如果吹灰蒸汽温度低，又会造成蒸汽带水，减弱吹灰效果。例如，实验测试结果表明，当吹灰压力不足时，空预器积灰清理效果仅能达到正常情况的 60% 左右。如果受热面积灰不能及时清除，时间长了就会造成板结，空预器差压迅速增大。

（十）喷氨控制不佳

喷氨量调节逻辑存在问题会导致烟气分布不均，氨逃逸超标，从而造成空预器腐蚀堵灰。在标准调节回路中，烟气流量值通过锅炉负荷（或锅炉总风量）换算，非实测数据，且反应器内的烟气量不均匀，这导致理论计算在一定程度上失准。加上 SCR 反应器入口、出口 NOₓ浓度均为 CEMS 表计实测，数据采集存在一定的滞后性，且 CMES 表计测量存在一定程度的误差，烟气分布不均也会导致 CMES 仪表的取样测点不具备代表性。由于以上原因，导致喷氨量自动调节准确性降低。例如，某电厂在运行过程中，由于喷氨控制不佳，个别测孔氨逃逸超标，造成空预器腐蚀、堵灰，使空预器差压上升。

三、应对空预器堵塞的措施探讨

（一）强化燃煤掺配

通过与供货方签定控制来煤硫分的购煤合同，严格控制入炉煤硫分。例如，某火电厂自 2018 年以来，对来煤结构进行调整，将进厂煤质含硫量控制在 0.3~1.3% 之间，较之往年有大幅下降，有效减少了烟气中 SO₂和 SO₃的生成量，从而降低了 NH₄HSO₄生成的几率。

（二）降低氨逃逸量

1. 对脱硝系统出口的氨逃逸率表进行校验，确保显示值的准确性。同时，将氨逃逸率严格控制在 1.5PPM 以内（设计值为 3PPM），合理控制喷氨量，减少氨逃逸量。

1. 根据空预器实际工作状态，对喷氨系统进行科学合理的优化处理。例如，在喷氨中增设煤量和风量的反馈装置，根据反馈信息及时采取调整措施，确保喷氨量满足正常工作要求，提高喷氨系统工作的稳定性。

（三）加强燃烧优化和运行调整

1. 采用低氧燃烧方式，在保障正常燃烧的前提下，降低氧气含量，抑制 SO₃的生成量，避免 NH₄HSO₄的产生，从源头上控制堵塞情况的发生。

2. 优化送风自动和 CCS 功能，根据不同生产状况精确控制氧气量和煤炭量，确保 NOₓ体积分数始终处于相对稳定的状态。

3. 在运行小指标经济竞赛中，加大影响空预器压差的氧量、NOₓ的分值比例，调动运行人员调整参数的积极性，让降低空预器压差成为每个人的行动。

（四）进行吹灰器改造

利用机组检修时机，在空预器冷端增设 2 台吹灰器，实现空预器冷端与热端都能吹灰，消除空预器的积灰死角，提高吹灰效果，减少堵塞现象的发生。

（五）合理配煤

在实际生产中，尽量保持单一煤种的使用，或者严格控制高硫煤的掺烧比例。这样可以避免因煤种复杂导致含硫量不稳定，从而不抬高硫酸氢氨酸露点，减少其在空预器中的凝结和堵塞风险。例如，某电厂通过合理调整煤种搭配，有效降低了空预器堵塞的发生率。

（六）喷氨系统优化

对脱硝系统进行喷氨优化试验，通过调整喷氨阀门等措施，改善流量分配不均的问题。确保氨气在烟道内均匀分布，与 NOₓ充分反应，减少氨逃逸量。同时，加强对喷氨系统的监测和维护，及时发现并处理问题，保证喷氨系统的稳定运行。

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