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空预器堵灰处理方法浅谈

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空预器堵灰处理方法浅谈

摘要：空预器作为火电厂的重要设备，其运行状况直接影响到发电效率和环保排放。然而，空预器在运行过程中容易发生堵灰现象，严重影响其性能。本文针对空预器堵灰问题，分析了堵灰的原因，探讨了堵灰处理的多种方法，包括预防措施、日常维护和应急处理，并提出了相应的优化策略，旨在提高空预器运行效率，降低维护成本，保障电力系统的稳定运行。

随着我国经济的快速发展，电力需求日益增长，火电厂作为主要的电力供应方式，其环保和节能减排问题日益受到关注。空预器作为火电厂的关键设备之一，其运行状况直接关系到发电效率和环保排放。然而，在实际运行过程中，空预器容易发生堵灰现象，导致其性能下降，严重时甚至会影响整个电力系统的稳定运行。因此，研究空预器堵灰处理方法，对于提高火电厂运行效率、降低维护成本、保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。本文从空预器堵灰的原因分析入手，探讨了堵灰处理的多种方法，为火电厂空预器运行维护提供参考。

一、空预器堵灰原因分析

1.空预器结构特点及工作原理

空预器，全称为空气预热器，是火电厂中一种关键的辅助设备，其主要作用是在锅炉燃烧过程中对进入锅炉的空气进行预热，从而提高锅炉的燃烧效率。空预器的结构特点主要表现在其复杂的内部结构设计和材料选择上。空预器通常由壳体、换热元件、进出口管道、密封装置和支撑结构等部分组成。壳体通常采用耐高温、耐腐蚀的合金材料，如不锈钢或碳钢，以确保其在高温和腐蚀性环境中的长期稳定运行。换热元件是空预器的核心部分，一般采用交错布置的翅片管或波纹管，其表面积大，换热效率高。进出口管道连接空预器与锅炉和烟道，通常采用耐磨、耐高温的合金材料。密封装置则用于防止烟气泄漏，一般采用耐高温、耐磨损的密封材料，如石棉绳或石墨盘根。

空预器的工作原理基于热交换的原理。当烟气通过空预器时，其高温烟气中的热量会传递给冷风，从而预热冷风。这种热交换过程主要发生在换热元件上，换热元件的翅片或波纹设计可以显著增加其表面积，从而提高热交换效率。具体来说，烟气从空预器的一侧进入，通过翅片管或波纹管时，与管外流动的冷风进行热交换。烟气中的热量传递给冷风，使冷风温度升高，而烟气温度降低。经过热交换后的冷风进入锅炉燃烧，提高了燃烧效率，同时也降低了烟气的排放温度，有助于减少氮氧化物和二氧化硫的排放。

以某火力发电厂为例，该厂使用的空预器为交错翅片管式空预器。该空预器的设计换热面积为1500平方米，换热效率达到95%以上。在实际运行中，该空预器能够将进入锅炉的空气预热至300℃，从而将锅炉的燃烧效率提高了5%。同时，由于烟气排放温度的降低，该厂每年可减少约2万吨的二氧化碳排放。此外，空预器的可靠性和耐久性也得到了验证，该空预器已连续运行超过10年，期间仅进行了常规的维护保养，未发生重大故障。

2.堵灰现象产生的物理化学原因

(1)空预器堵灰现象的产生与燃煤质量密切相关。燃煤中含有的灰分成分复杂，主要包括硅、铝、铁、钙等金属氧化物。当燃煤在锅炉内燃烧时，这些金属氧化物在高温下熔融形成熔渣，随后在冷却过程中结晶形成硬质灰。这些硬质灰颗粒在烟气流动过程中，容易附着在空预器的翅片表面，形成灰层。据统计，燃煤中的灰分含量每增加1%，空预器堵灰的可能性将增加10%以上。例如，某火力发电厂使用的燃煤灰分含量为30%，而该厂空预器的堵灰率高达60%。

(2)烟气流动速度和温度也是导致空预器堵灰的重要因素。在空预器内部，烟气流动速度过快或过慢都会影响灰分的沉积和清除。当烟气流动速度过快时，灰分颗粒难以在翅片表面停留，导致灰分沉积减少；而当烟气流动速度过慢时，灰分颗粒容易在翅片表面沉积，形成厚重的灰层。此外，烟气温度对灰分的熔融和结晶有显著影响。当烟气温度低于灰分的熔点时，灰分容易结晶形成硬质灰，从而增加堵灰的可能性。以某火力发电厂为例，当烟气温度低于120℃时，空预器的堵灰率显著增加。

(3)空预器的设计和制造质量也会对堵灰现象产生影响。空预器的翅片间距、翅片形状和材料等设计参数都会影响灰分的沉积和清除。翅片间距过小，容易导致灰分堆积；翅片形状不合理，可能使灰分在翅片表面形成沉积；翅片材料耐腐蚀性能差，容易在高温下氧化，导致翅片损坏，从而加剧堵灰现象。某火力发电厂曾更换了一款新型空预器，该空预器采用大间距翅片设计，有效降低了灰分沉积，堵灰率从原来的50%降至20%。

3.堵灰对空预器性能的影响

(1)堵灰现象对空预器的性能产生了显著影响。首先，堵灰会降低空预器的热交换效率。由于灰层堆积，烟气与冷风之间的热交换面积减少，导致热交换效率降低。