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管式空气预热器堵塞原因及预防措施

一、管式空气预热器堵塞原因分析

(1)管式空气预热器在长期运行过程中，由于空气和烟气中的灰尘、杂质等固体颗粒物在换热管内积累，导致换热面积减小，传热效率降低。此外，烟气中的酸性气体与换热管材料发生化学反应，产生氧化物，进一步加剧了换热管的腐蚀和堵塞。同时，烟气中的水蒸气在低温下凝结成水，容易在换热管内形成水垢，堵塞管道，影响设备正常运行。

(2)在燃烧过程中，燃料中的硫、氮等元素在高温下会生成硫氧化物和氮氧化物，这些气体与空气中的水蒸气反应，形成硫酸盐和硝酸盐，这些盐类在换热管表面沉积，形成难以清除的沉积物，导致换热器堵塞。另外，空气预热器入口的风量不足或者不均匀也会导致部分区域积灰过多，形成堵塞。

(3)设计不合理或安装不当也是造成管式空气预热器堵塞的原因之一。如换热管间距过大，使得固体颗粒物更容易沉积；换热管材质与烟气成分不匹配，导致换热管容易被腐蚀；管道连接处密封不严，导致烟气泄漏，加剧换热管腐蚀和堵塞。此外，运行过程中的维护保养不当，如定期清理不及时，也会导致堵塞问题的发生。

二、常见堵塞物及产生原因

(1)常见的堵塞物包括灰尘、烟尘、水垢、盐垢和腐蚀产物等。灰尘和烟尘主要来源于燃烧过程中的固体颗粒物，其浓度通常在10-50mg/m3，严重时可达100mg/m3以上。例如，某发电厂在运行一年后，发现空气预热器入口烟气中的灰尘浓度高达80mg/m3，导致换热管内积累大量灰尘，最终造成设备堵塞。水垢的形成通常与烟气中的水蒸气凝结有关，其厚度可达0.5-1mm，严重时可达数毫米。在某化工厂的案例中，由于水垢的积累，空气预热器的换热面积减少了20%，导致热效率下降。

(2)盐垢的形成与烟气中的盐类物质有关，如硫酸盐、硝酸盐等。这些盐类物质在烟气冷却过程中析出，沉积在换热管表面，形成盐垢。盐垢的厚度可达0.2-0.5mm，严重时可达1mm以上。在某炼油厂，由于盐垢的积累，空气预热器的换热面积减少了15%，使得设备运行效率降低。腐蚀产物则是由于烟气中的酸性气体与换热管材料反应产生的，其形态多为氧化物、硫化物等，这些腐蚀产物会堵塞换热管，降低传热效率。

(3)空气预热器堵塞还可能由其他因素引起，如烟气中的油污、生物质燃烧产生的灰分等。油污主要来源于燃料油的不完全燃烧，其浓度可达1-5mg/m3。在某生物质发电厂，由于生物质燃料的不完全燃烧，空气预热器中积累了大量油污，导致换热面积减少了10%。生物质燃烧产生的灰分在烟气中的浓度通常在10-50mg/m3，严重时可达100mg/m3以上，这些灰分在换热管内积累，形成堵塞。

三、预防管式空气预热器堵塞的措施

(1)预防管式空气预热器堵塞的首要措施是优化燃烧过程，确保燃料充分燃烧，减少烟气中的固体颗粒物和酸性气体含量。通过调整燃烧器设计，优化燃料配比，以及加强燃烧控制，可以有效降低烟气中的污染物浓度，从而减少换热管内的沉积物。

(2)定期对空气预热器进行清洁和维护是预防堵塞的关键。这包括定期检查换热管内外的沉积物，使用高压水枪或机械清洁工具进行清理。对于难以清除的沉积物，可以考虑使用化学清洗剂进行溶解处理。此外，定期检查和更换密封件，确保管道连接处的密封性，防止烟气泄漏。

(3)在设计和安装阶段，应考虑采用耐腐蚀、耐高温的换热管材料，以减少腐蚀产物的形成。同时，优化换热管的结构设计，如减小管间距，增加换热面积，提高换热效率。此外，安装时确保烟气流动均匀，避免局部积灰过多，从源头上减少堵塞的可能性。

四、堵塞后的处理与维护建议

(1)针对已发生堵塞的管式空气预热器，首先应立即停止运行，以防止设备损坏和安全事故。随后，对堵塞区域进行彻底的清理。例如，某钢铁厂在发现空气预热器堵塞后，采取了高压水射流清洗，清洗后换热管内沉积物减少了60%，换热效率提升至原来的90%。

(2)清理完成后，应对换热管进行检查，评估其受损情况。如有必要，可进行修复或更换受损的换热管。某发电厂在清洗后，发现部分换热管存在腐蚀，通过更换受损管段，有效恢复了空气预热器的换热性能。

(3)维护方面，应建立定期检查和维护制度。根据设备的使用情况和环境条件，制定合理的检查周期。例如，某化工厂在空气预热器运行一年后，进行了一次全面的检查和维护，发现并清除了大量沉积物，避免了设备因堵塞而导致的停机。此外，加强对操作人员的培训，提高其设备维护意识，也是确保空气预热器长期稳定运行的重要措施。