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660MW燃煤锅炉空预器堵塞原因及处理技术分析
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660MW燃煤锅炉空预器堵塞原因及处理技术分析
摘要：本文针对660MW燃煤锅炉空预器堵塞问题进行了深入研究。通过对空预器堵塞原因的分析，提出了相应的处理技术。首先，介绍了空预器的工作原理及堵塞的危害；其次，分析了空预器堵塞的主要原因，包括煤质因素、运行参数不合理、维护保养不当等；然后，针对不同原因提出了相应的处理技术，如优化煤质、调整运行参数、加强维护保养等；最后，对处理技术的实施效果进行了评估。研究结果表明，采取合理的处理措施可以有效缓解空预器堵塞问题，提高锅炉运行效率。本文的研究对燃煤锅炉空预器堵塞问题的预防和处理具有一定的理论意义和实际应用价值。
前言：随着我国能源结构的调整，燃煤锅炉在工业生产和发电领域仍占有重要地位。然而，燃煤锅炉在运行过程中，空预器堵塞问题较为常见，严重影响了锅炉的运行效率和安全性。空预器堵塞会导致锅炉热效率降低、能耗增加、设备损坏等问题，因此，对空预器堵塞原因及处理技术的研究具有重要意义。本文旨在通过对660MW燃煤锅炉空预器堵塞问题的分析，提出有效的处理技术，为燃煤锅炉的安全、稳定运行提供理论支持。
一、空预器工作原理及堵塞危害
空预器工作原理
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空预器，全称为空气预热器，是现代燃煤锅炉中一个关键的热交换设备。其主要作用是在锅炉燃烧过程中，通过将排烟中的热量传递给进入锅炉的空气，从而预热空气，提高燃烧效率。空预器通常采用逆流式设计，即烟气和空气在设备内部逆向流动，使得烟气从高温侧流向低温侧，而空气则从低温侧流向高温侧。这种设计有利于最大限度地提高热交换效率。
在空预器的工作过程中，烟气首先进入设备的高温侧，与预热空气进行热交换，烟气中的热量被传递给空气，使空气温度升高。随后，烟气继续流动至低温侧，此时烟气温度已经降低，而空气温度则因吸收了烟气中的热量而升高。通过这种逆流设计，空预器能够实现较高的热效率。同时，空预器还具有一定的除尘功能，可以有效地去除烟气中的部分灰尘颗粒，减少对环境的影响。
空预器的结构主要由换热元件、支撑结构、密封系统和吹灰系统等部分组成。换热元件是空预器的核心部分，通常采用翅片管式或板式结构，以提高热交换面积。支撑结构用于支撑换热元件，保证其在运行过程中的稳定。密封系统则确保烟气与空气在换热过程中的密封，防止热量和灰尘的泄漏。吹灰系统则是为了清除换热元件表面的灰尘，以维持其换热效率。整个空预器系统通过精确的运行控制，确保了锅炉的高效、稳定运行。
空预器堵塞危害
(1) 空预器堵塞会导致锅炉运行效率显著下降。据相关数据显示，空预器堵塞会导致锅炉效率降低约5%至10%。以某火力发电厂660MW燃煤锅炉为例，空预器堵塞导致的热效率降低，每年将增加约5800吨标准煤的消耗。这不仅增加了发电成本，还加剧了能源浪费。此外，热效率的降低还会导致锅炉负荷增加，进一步缩短设备的使用寿命。
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(2) 空预器堵塞还会对锅炉的安全性产生严重影响。堵塞会导致烟气流速降低，烟气在管道中的停留时间增加，从而使得管道温度升高。长期高温环境下，管道材料容易发生蠕变，甚至出现裂缝，导致管道泄漏。此外，堵塞还会使锅炉的排烟阻力增大，导致引风机负荷增加，增加引风机故障的风险。据某发电厂统计，空预器堵塞引起的引风机故障率比正常情况下高出30%。
(3) 空预器堵塞还会对环境造成污染。堵塞会导致烟气中的灰尘颗粒无法有效去除，排放到大气中。据统计，空预器堵塞会导致烟气中颗粒物排放量增加约20%。以我国某城市为例，该城市某火力发电厂因空预器堵塞导致的颗粒物排放量，占该城市全年颗粒物排放总量的5%。这不仅加剧了城市大气污染，还影响了居民的生活质量。因此，预防和处理空预器堵塞问题，对于减少环境污染具有重要意义。
空预器堵塞检测方法
(1) 空预器堵塞的检测方法主要包括视觉检查和仪器检测。视觉检查是通过对空预器外表的观察，判断是否有明显的堵塞迹象，如翅片变形、积灰严重等。这种方法简单易行，但受限于操作人员的经验和环境条件，可能无法准确判断堵塞程度。
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(2) 仪器检测方法更为精确，常用的包括风速测试、压差测试和热像仪检测等。风速测试是通过测量烟气在空预器进出口的风速，计算风速差异，以此判断空预器内部是否堵塞。压差测试则是通过测量空预器进出口的压差，分析堵塞情况。热像仪检测则能够直观地显示空预器表面的温度分布，从而判断是否存在局部过热或堵塞。
(3) 除了上述方法，还可以采用在线监测系统对空预器堵塞进行实时监控。这种系统通常包括传感器、数据采集模块和数据处理软件等。传感器可以实时监测空预器的关键参数，如烟气温度、风速、压差等，并将数据传输至数据处理软件进行分析。通过对比正常数据和实时数据，可以及时发现空预器堵塞的迹象，为维护工作提供依据。在线监测系统具有较高的准确性和可靠性，是现代燃煤锅炉运行管理的重要手段。
二、空预器堵塞原因分析
煤质因素
(1) 煤质因素是导致空预器堵塞的主要原因之一。煤质的好坏直接影响到锅炉燃烧效率和烟气成分。优质煤种通常具有低灰分、低硫分、低挥发分的特点，这些特性有利于减少烟气中的灰尘和酸性气体含量，从而降低空预器堵塞的风险。然而，实际生产中，由于资源分布不均、成本考虑等原因，很多燃煤锅炉使用的是低品质煤种，如高灰分、高硫分的煤。这些煤种在燃烧过程中会产生大量灰尘和酸性气体，容易在空预器内部积聚，导致堵塞。
(2) 煤质的不稳定性和波动性也是造成空预器堵塞的重要原因。煤质的不稳定性可能导致锅炉燃烧不稳定，产生大量的灰尘和杂质，这些杂质在空预器内部积聚，形成堵塞。此外，煤质波动还可能引起锅炉运行参数的变化，如氧含量、过剩空气系数等，进而影响空预器的运行效果。例如，某火力发电厂在更换煤种后，由于煤质波动较大，空预器堵塞问题加剧，导致锅炉效率下降，运行成本增加。
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(3) 煤质因素对空预器堵塞的影响还表现在煤种的粒度分布上。煤粒度过大或过小都会对燃烧和空预器运行产生不利影响。过大的煤粒在燃烧过程中不易燃尽，产生的灰尘较多；而过小的煤粒则容易在空预器内部积聚，形成堵塞。因此，合理控制煤粒度分布，确保煤质均匀稳定，是预防和减少空预器堵塞的重要措施。在实际生产中，可以通过优化煤质检验、加强煤场管理、调整燃烧器参数等方法，来控制煤质因素对空预器堵塞的影响。
运行参数不合理
(1) 运行参数的不合理设置是导致空预器堵塞的另一个重要原因。在燃煤锅炉运行过程中，涉及到的关键参数包括空气量、燃料量、氧含量、过剩空气系数等。这些参数的设置是否合理，直接影响到锅炉的燃烧效率和烟气的成分，进而影响空预器的运行状态。
首先，空气量不足会导致燃烧不充分，产生大量未燃尽的燃料和灰尘，这些物质容易在空预器内部积聚，形成堵塞。以某发电厂为例，由于运行初期未充分考虑空气量，导致燃烧效率下降，空预器堵塞严重，年维修成本增加约10%。
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(2) 燃料量控制不当也是运行参数不合理的表现。燃料量过大或过小都会影响锅炉的稳定运行。燃料量过大时，会导致燃烧过程中产生的烟气量增多，增加空预器的负担，容易形成堵塞。相反，燃料量过小则可能导致燃烧不完全，产生更多的灰尘和杂质，同样会增加空预器堵塞的风险。
(3) 氧含量和过剩空气系数的设置不合理也会对空预器造成影响。氧含量过高或过低都会导致燃烧不完全，增加烟气中的灰尘和酸性气体含量。过剩空气系数过大时，会导致烟气流速降低，增加烟气在空预器内部的停留时间，增加堵塞的可能性。而过剩空气系数过小，则可能引起局部过热，损害空预器材料，加剧堵塞。因此，合理调整氧含量和过剩空气系数，对于保证空预器正常运行具有重要意义。通过精确控制这些运行参数，可以有效预防和减少空预器堵塞的发生。
维护保养不当
(1) 空预器堵塞的另一个常见原因是维护保养不当。空预器的维护保养工作包括定期清理、检查和更换损坏的部件等。如果维护保养工作不到位，将直接影响到空预器的正常运行和使用寿命。
首先，定期的吹灰工作是空预器维护保养的关键环节。吹灰可以有效清除空预器翅片上的灰尘和积碳，防止灰尘在翅片间堆积，形成堵塞。然而，在实际操作中，由于忽视吹灰工作或吹灰效果不佳，导致空预器堵塞现象时有发生。例如，某火力发电厂在一年内因吹灰工作不到位，导致空预器堵塞问题频发，影响了锅炉的稳定运行。
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(2) 空预器密封系统的维护保养同样重要。密封系统主要包括密封垫、密封圈等部件，它们的作用是防止烟气泄漏，确保热交换效率。如果密封系统损坏或老化，将导致烟气泄漏，不仅影响空预器的性能，还可能对周边设备造成损害。例如，某发电厂在更换空预器密封系统时，由于选用不当的密封材料，导致密封效果不佳，空预器堵塞问题仍然存在。
(3) 维护保养不当还体现在对空预器内部结构的检查和保养上。空预器的内部结构复杂，包括翅片、支撑管等部件。如果长时间不进行检查和保养，可能导致翅片变形、支撑管磨损等问题，从而影响空预器的热交换效率和寿命。此外，不当的维护保养方法，如使用硬质刷子清理翅片，也可能导致翅片损坏，加剧堵塞。因此，制定合理的维护保养计划，严格按照操作规程进行维护，对于预防和减少空预器堵塞具有重要意义。
设备设计缺陷
(1) 设备设计缺陷是导致空预器堵塞的另一个不可忽视的因素。设计缺陷可能体现在空预器的结构设计、材料选择、尺寸参数等方面，这些问题在设备制造和安装阶段可能被忽视，但在实际运行过程中逐渐暴露出来。
以某火力发电厂的660MW燃煤锅炉空预器为例，由于在设计阶段未能充分考虑当地煤质的特性，导致空预器在运行过程中出现频繁的堵塞现象。数据显示，该空预器自投入使用以来，平均每年因堵塞造成的停机时间达到20天，严重影响发电厂的稳定运行和经济效益。