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670t/h锅炉管箱式空气预热器的运行与维护

670t/h锅炉管箱式空气预热器的运行与维护

发布日期:2017-07-18 作者: 点击:

1.空气预热器的作用和种类
空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备,它装在锅炉垂直对流烟道的尾部,它是整个锅炉机组中金属温度最底的受热面,也是锅炉沿烟气流程的最后一个受热面。空气预热器是现代锅炉的重要组成部分。它有以下几个方面作用:
(1) 进一步降低排烟温度,提高锅炉效率。现代火力发电厂采用给水回热器循环以后,给水在进入省煤器之前就已经具有相当高的温度(150~250℃)。这样,通过省煤器已无法将烟气冷却到合乎经济要求的温度,而加装空气预热器后,由于其进口的冷空气温度较低,故可将排烟温度进一步降至150℃以下,减少了排烟热损失。
(2) 助燃空气被预热提高温度后,能强化煤粉的着火和燃烧过程,增强燃烧的稳定性,降低了不完全燃烧热损失,进一步的提高了锅炉效率。
(3) 高温空气进入炉内可以提高炉膛烟气温度,增强炉内辐射换热减少锅炉受热面的金属消耗。
(4) 热空气还可作为制粉设备系统中煤的干燥介质,尤其燃用多水分的煤时更需要用高温空气进行干燥。
现代电厂锅炉采用的空气预热器有管式和回转式两大类。在管式空气预热器中,烟气的热量通过管壁连续的传给空气,在回转式空预器中烟气和空气是相互交替地流过受热面(传热元件)进行交换。下面就某电厂管式空气预热器进行介绍。
2.管式空气预热器的结构及工作原理
管式空气预热器按管子放置方面的不同有立管式和横管式两种。该厂采用立式空气预热器。管式空气预热器是由许多互相平行的簿壁 钢管、管板、空气连通罩、导流板、墙板等部件组成。管子两端分别焊接在上、下管板上,构成立方形管箱。管箱外面装有空气连通罩,导流板和密封用的墙板。管子直径为40mm,壁厚为1.5mm。为了使结构紧凑和增强传热,采用小管经、小节距、管子错列排列,烟气由上向下从管子流过,空气在管外横向流动,烟气通过管壁加热空气。锅炉运行中,空气预热器的管子,外壳及锅炉构架,由于受热情况和材料的不同,其膨胀量也不同。因此,在上管板和外壳之间,外壳和锅炉构架之间装有簿钢板制成的波形膨胀节,用以补偿各部分的相对膨胀量,保证各部分的相对位移和连接处的密封,该厂锅炉采用组合安装方式,为了便于运输和安装,管式空气预热器一般都做成若干个管箱,燃后组装成空气预热器整体。为防止空气经过相邻管箱之间的间隙漏到烟气中去,在两管箱之间用波形膨胀节连接,或把相邻两管箱的管板直接焊节起来。
在管式空气预热器中,由于烟气是在管内纵向冲刷管壁,故传热较差。为了加强传热和防止堵灰,采用适当高的烟气流速。而空气是在管外作横向冲刷,传热较好,但流动阻力较大,所以宜采用较底的空气流速(低于烟速)。要增强总的传热效果,空气和烟气流速以及两者之间的比值都应保持在适当范围。
3.空气预热器出现的异常问题
从该厂锅炉长期运行的角度来看,空气预热器出现的问题已迫使锅炉多次停运。
(1) 空气预热器内大量积灰、堵灰,严重影响了空气与烟气的换热,致使锅炉效率大副下降,排烟温度持续上升,不得已造成停炉进行处理。
(2) 空气预热器大量漏风,导致空气预热器堵灰,增加了引、送风机单耗,不得已造成停炉处理。
(3) 低温结露金属腐蚀,已影响到空气预热器的整体寿命。
4.针对该厂空气预热器出现的问题进行原因分析
(1) 空气预热器管箱之间密封不严,或多根钢管断裂,冷风漏到烟气侧,致使管箱内局部产生微正压,烟气流通性降低,飞灰颗粒浮积在管箱内。长期下去,积灰越积越多。
(2)风道振动太大引起空预器内钢管焊口开裂,引起漏风,空预器堵灰。
5.空预器发生堵灰和漏风时的运行状况
(1)当一、二次风空预器发生漏风、堵灰时,势必会造成一次风或二次风热
风温度的降低。
(2)设计一次风温为306℃,二次风温为319℃,当一次风或二次风空预器发生漏风或堵灰时,随着空预器换热能力的下降,一次风或二次风热风温度也逐渐降低。
(3)通常情况下,当二次风侧漏风或堵灰时对应的一次风侧随着烟气流通量
的增加,一次风温上升超过设计值306℃,同样当一次风侧空预器发生漏风或堵灰时,对应二次风侧热风风温也会逐渐上升超过设计值319℃。
(4)一次、二次风温的升高势必也会对锅炉的正常运行造成影响,特别是当一次风温升高超过设计值后制粉系统的出力和安全性就会受到影响。
(5)当一次风温下降有堵灰或漏风现象时要及时开大该侧一次风侧烟气调节挡板,甚至热风温度达到设计要求。
(6)当一次或二次风侧均有堵灰或漏风时,空预器换热能力下降,势必造成锅炉排烟温度的升高,严重时可达到180℃以上。此时电除尘的安全将受到影响。
(7)当排烟温度达到160℃以上时,要及时安排停炉处理,避免电除尘系统设备的安全。
6.维护的方法
下面对空气预热器制定的方案加以说明。
(1) 为了消除空气预热器的漏风,在锅炉停运后认真进行一次漏风试验,对空预器进行查漏及时消除漏风点。检修人员对空气预热器所在膨胀点进行检查,做到空气预热器在运行中不膨胀受阻,从而引起钢管断裂漏风现象。
(2) 在送风机、一次风机进入空气预热器之前的风道中加装暖风器系统,采用尽可能提高空气预热器的入口风温在20℃以上。
(3) 冬季来临针对机组没有采用暖风器系统的根据室外气温情况开大送风机,一次风机热风再循环,确保空预器的入口风温在30℃以上。
(4)严密监视锅炉各段烟温在正常范围:
① 锅炉尾部烟道两侧烟温差不大于50℃:
② 主、旁烟气挡板不得关的小于20%以免影响烟气的正常流动:
③ 空预器入口烟气温度不得低于350℃:
④ 一、二次风两侧空预器入口烟温不得低于300℃:
⑤ 一、二次风两侧空预器出口任一侧烟温不得低于110℃两侧烟气温度平均不得小于120℃:
⑥ 空预器一、二次风空预器两侧出口烟压不得大于-30kPa:
各数据在锅炉负荷变化时可根据烟温高低相应进行调整;加强巡回检查发现送风机、一次风机风道振动,及时进行运行调整,合理避开,送风机,一次风机的喘振点。
(5)锅炉送风机已采用液偶调节,风机出入口挡板全开,用风机转速调整锅炉送风量,风道喘振现象已避免。
(6) 加强尾部烟道部位的吹灰工作,每班进行一次。避免积灰长期停留在烟道内。
(7) 冷态点火开炉在投粉前必须在尾部烟道烟气温度上升到一定的温度等级(400℃)以上,再观察空气预热器的各部温度,保证空气预热器要烘干畅通。
(8) 锅炉投粉后,煤油混烧时间不得过长,以免飞灰颗粒粘结在空预器各部管箱中。
(9) 锅炉正常运行中,保证适当高的炉膛负压,改善尾部积灰。
(10)减少三氧化硫的生成量,合理降底过量空气系数。烟气中只要有过量氧存在,二氧化硫就能继续转变成三氧化硫,过量氧及时生三氧化硫成量也增多,烟气结露点温度可提高到130℃~150℃。所以在保证完全燃烧的前提下,尽可能采用较低的过量空气系数,维持低氧燃烧。现在空气预热器的低温腐蚀已得到了根本的解决。
总之,空气预热器是整个锅炉机组中金属温度最底的受热面,也是锅炉沿烟气流程的最后一个受热面。空气预热器是现代锅炉的重要组成部分。
空气预热器的正常维护是一个长期而持续的课题,只有在锅炉运行管理中合理制定一系列正确方法,而且能得到运行人员的大力配合,持之以恒的去执行,方可能保证锅炉高效、经济、稳定的运行。该厂锅炉技术部门已加大了以上各条措施的落实和监督。空气预热器的保养问题已得到了根本的解决。

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