聊聊：空气预热器积灰及其堵塞
空气预热器受热面积灰后，由于灰的热阻较大，因而使传热恶化，排烟温度升高，排烟热损失增大，锅炉效率降低；同时积灰使受热面气流通道缩小，引起流动阻力及风机电耗的增大，出力降低。积灰还会加剧受热面的低温腐蚀，严重积灰时会使一部分受热面通道阻塞，以致锅炉必须降低出力运行，甚至停炉检修。一、尾部受热面积灰的形态
在锅炉尾部低温受热面中，积灰的形态有干松灰和低温黏结灰两种。
1、干松灰
干松灰是粒度小于30μm的灰的物理沉积，呈干松状，易清除。在燃用固体燃料时，在对流受热面上都会有干松灰的沉积。实际上，干松灰也不是绝对的干松，只不过其黏结性较小而已。
2、低温黏结灰
这种形态的灰常会在空气预热器冷端形成。低温黏结灰的形成有两种原因；一是积灰与凝结在管壁上的硫酸形成以硫酸钙为主的水泥状物质；二是吹灰用蒸汽冷凝成的水或省煤器的漏水渗到积灰层上产生的水泥状物质。这两种水泥状物质便是低温黏结灰。低温黏结灰呈硬结状，会把管子或管间堵死，清除它们也很困难。它对锅炉工作的影响很大，在燃用多硫、多灰、多水的燃料时，要特别注意防止低温黏结灰的形成。这种灰的形成与SO3的生成和结露有关。
二、造成积灰(干松灰)的原因
烟气这携带的飞灰由各种大小不同的颗粒组成，一般都小于200μm，而以 10～30μm的居多。当含灰的气流冲刷受热面时，这些微小灰粒便会在受热面上沉积下来，形成积灰。灰分沉积是由微小灰粒的物理化学特性所引起的。
1、含灰气流入波形板受热面时，由于流动阻力使得一部分灰粒停留下来，沉积在受热面上，形成松散的积灰。
2、当含灰气流冲刷受热面管束时，管子的背风面产生漩涡，大颗粒由于惯性大，不易被卷进去，而小颗粒，特别是小于 10μm 的微小灰粒，很易被卷进去，碰上管壁便沉积下来。
3、单位质量的微小灰粒具有较大的表面积，亦即具有较大的表面能。当灰粒与管壁接触时，微小灰粒与金属表面间具有很大的分子引力(吸附力)，靠分子引力吸附在壁面上，形成积灰。灰粒尺寸越小，其引力越大。小于 3～5μm 的灰粒，其分子引力大于自身的质量，吸附上后就不会掉下，从而形成积灰。
4、烟气流动时，烟气这的灰粒会发生静电感应，灰粒带电荷。当灰粒粒径小于 30μm，特别是小于10μm的灰粒碰到金属壁面时，灰粒的静电引力足以克服它自身的重力而吸附在金属壁面上而形成积灰。
5、金属壁面具有一定的粗糙度，3～5μm 的灰粒可靠机械作用停留在粗糙的金属壁面上，形成积灰。
干松灰的沉积过程，开始是迅速增加的，但很快便达到动平衡，积灰不再增加。这是，一方面仍有细灰沉积，另一方面烟气中的大灰粒又把沉积的细灰粒冲刷带走。当然，这只是对干松灰而言，如果灰粒遇水或冷凝的硫酸，形成低温黏结灰，则灰粒不易被冲刷带走，积灰将逐渐加剧。
三、影响积灰的因素
1、飞灰颗粒组成成分的影响
烟气中的微小颗粒容易沉积，大颗粒不仅不易沉积，还有冲刷受热面壁面的作用。因此，沿管壁两侧面不易积灰，背风面积灰达到一定厚度后也不再增加，达到动平衡。若飞灰中大颗粒少细灰多，则冲刷作用较弱，积灰较多。
2、烟气流动工况的影响
烟气流动工况是受对流受热面的布置方式及结构特性决定的，对积灰也有较大的影响。对于错列布置的管束，如果管子排列很稀，冲刷工况与单管相似。当管子排列很密时，由于邻近管子的影响，烟气曲折运动，气流扰动大，气流对管子的冲刷作用增强，既可冲掉松散的干灰，又可使冲刷区域增大，减少背风面的漩涡区，因而可以减少积灰。
在管子顺列布置时，除第一排管子可冲刷到正面及 90°范围外，从第二排开始，烟气冲刷不到管子的正面及背面，只冲刷到侧面，因此，管子正面及背面都处于漩涡区，会严重积灰。
3、烟速的影响
由静电引力沉积的细灰量与烟速的一次方成正比，其沉积量较小。而冲刷掉的灰量与烟速的三次方成正比，烟速越大，冲刷作用越大。因此烟速越大，积灰就越少。对燃用固体燃料的锅炉，若烟速小于2.5～3m/s，则管子的迎风面容易积灰，大于8～10m/s则不会积灰。因此在设计时，额定负荷下尾部受热面的烟速应不小于 6m/s，这样在低负荷时，烟速也不致低于 2.5～3m/s。
4、受热面金属温度的影响
若受热面金属温度太低，则会使烟气中的水蒸汽或硫酸蒸汽在受热面上凝结，将使飞灰黏结在受热面上，或者形成低温黏结灰。因此受热面金属温度低于酸露点时积灰就会较严重。
四、采取的措施
1、为防止积灰，采取适当的烟气流速。提高烟气流速可减轻积灰，而且能增强自吹灰能力，改善换热条件，但会加剧磨损和增大烟气流动阻力。
2、因为腐蚀与堵灰往往是相互促进的，积灰使传热减弱，受热面金属壁温降低，而且350℃以下沉积的灰又能吸附 SO 3 ，这将加剧腐蚀过程，因此，采取切实有效的防腐措施也就是防止减轻积灰的措施。
3、合理组织和调整燃烧，保持一定的过量空气系数，做到不冒黑烟，特别在锅炉启停过程及低负荷运行时，更应注意。
4、装设吹灰器并定期进行空气预热器的吹灰，如发出锅炉燃烧冒黑烟，应及时对预热器(及其它受热面)进行吹灰。
5、切实做好防爆防漏工作，防止省煤器发生泄露和爆破。
页:
[1]