空预器径向密封片磨损严重 [浅析空预器磨损原因及处理方法]

　　摘　要：针对京海煤矸石发电有限责任公司330MW循环流化床锅炉煤质低（矸石）颗粒大、磨损及腐蚀严重的情况，对空预器的磨损及腐蚀作以介绍和分析，并提出处理方法。　　关键词：CFB锅炉　空预器　磨损　腐蚀
　　中图分类号：TK17　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1007-3973（2012）007-019-02
　　1 机组介绍
　　内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司#1、#2两台330MW循环流化床锅炉机组，锅炉是由东方锅炉股份有限公司制造的DG1177/17.5 --Ⅱ1亚临界压力一次中间再热自然循环汽包炉。最大连续蒸发量为1177t/h，额定蒸汽压力为17.5Mpa，额定蒸汽温度为540℃，再热蒸汽温度为540℃。汽轮机采用东方汽轮机厂生产的CZK330-16.7/0.5/537/537 330MW亚临界、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽、抽汽式汽轮机（全电调）。DCS采用上海美卓自动化公司提供MaxDNA控制系统。机组采用三台50%锅炉额定容量的电动调速给水泵。
　　2 管式空气预热器
　　2.1 概述
　　锅炉空预器是加装在锅炉尾部烟道，省煤器之后的装置，是为了充分利用烟气余热，提高冷风温度，同时降低排烟温度，提高锅炉热效率。
　　2.2 设计
　　空气预热器的设计，是根据给定的锅炉容量、各级参数和燃料特性来确定的结构、布置方式、传热面积、吸热量、介质温度和速度等。
　　2.3 结构
　　管式空气预热器在布置上有立管式和横管式两种方式。京海电厂采用的是横管式空预器由许多相互平行的有缝薄壁的钢管组成，空预器布置在省煤器后，分别加热冷一次风和二次风，管子两端分别焊接在左、右管板上形成立方型管箱。管箱外面装有空气连通罩，导流板和密封用的墙板。空气在管内流动，烟气通过管壁加热空气。京海电厂采用组合安装方式，便于运输和安装。
　　2.4 作用
　　空预器是利用烟气的热量加热锅炉燃烧所要需的空气，降低排烟温度，提高热效率，预热助燃和流化空气有利于锅炉稳定燃烧，增强稳定性。高温空气进入炉膛提高炉内烟气温度，增强炉内辐射换热，，减少锅炉受热面的金属损耗。
　　京海电厂空预器介绍：有4组空预器；每组分为39层；每组上三层管径为57*3mm；下36层管径为57*2mm；上三组材质为：碳钢；第四组为耐腐蚀材质：考登钢。
　　3 空预器漏风原因分析
　　(1)煤质粒度和煤质灰分是否达到设计值，粒度的大小和灰分多少严重影响锅炉及尾部烟道的磨损程度，粒度越大磨损越严重。同时运行中风速也是一个很重要的参数，风速的过大也会造成飞灰磨损。
　　(2)采用钢材的耐腐蚀性是否达标，或者是否应该采用更强的耐腐蚀性的钢材，同时运行人员应该严格监护好锅炉燃烧状态，防止低温腐蚀。空预器漏风很大程度上是低温腐蚀和烟气磨损共同的结果。
　　(3)运行人员的操作也是一个非常重要的因素，如：锅炉床温过高，排烟温度多过低，空气过剩系数过高，炉膛负压和床压的不稳定，炉膛脱硫质量较低等都会造成空预器的损耗。
　　4 低温腐蚀的机理
　　低温腐蚀的原因有：
　　(1)烟气中硫的化合物较多主要是SO3。
　　(2)受热面金属壁温低于烟气中酸的露点温度。
　　锅炉燃料中含有硫。当燃料中含有较多硫时，燃料燃烧后大部分产生SO2，在一定条件下SO2进一步氧化变成SO3，SO3气体与水蒸汽结合就会生成硫酸蒸汽，其凝结露点温度高达120℃以上，露点温度越高，烟气含硫量就会越大，腐蚀性就会越严重。硫酸在管壁上凝结就叫低温腐蚀，低温腐蚀取决于金属管壁上硫酸凝结量的多少，浓度大小，和金属管壁温度的高低多种因素。一旦空预器冷端也就是出口有被腐蚀磨漏的，周围温度就会降低，低于硫酸露点温度，腐蚀会不断增加，从冷端到热端扩散（出口到入口）。所以要注重以下几点：
　　(1)严格控制入炉煤硫的含量和炉膛脱硫的质量，降低三氧化硫的生成。
　　(2)严格控制空气预热器的排烟温度不能过低（低于硫酸的露点温度）。
　　(3)防止SO3的产生，尽量保持低氧燃烧（控制烟气中氧含量=降低空气过剩系数）。
　　(4)使用好的钢管加强防腐蚀性和耐磨性。
　　从图2中我们可以直观的看出空预器的腐蚀及磨损程度，部分钢管已经被腐蚀的很薄，颜色为黑黄色，还有一部分已经被磨掉。造成空预器磨损如此严重的重要原因还是在于低温腐蚀。要想改善这一状况必须改善锅炉运行状态，严格控制造成低温腐蚀各个参数的指标。需要运行人员加大锅炉运行状态的监视与调整。
　　5 判断空预器泄露的方法和监护措施
　　(1)严密监视一次风量的变化、一次风机电流的变化。
　　(2)严密监视排烟风量（是否增加）、引风机功率（是否增大）、电耗（是否增大）。
　　(3)监视电除尘的负荷。
　　(4)煤质一定要符合设计要求。
　　(5)维持稳定的炉膛出口负压和床压。
　　(6)维持锅炉床温在允许范围。
　　(7)严格控制排烟温度。
　　(8)维持锅炉稳定燃烧下，尽可能保持锅炉在低氧下运行。
　　6 处理方法
　　(1)严格控制入炉煤的粒度和灰分，减小空预器磨损。
　　(2)严格控制石灰石的粒度，调整好二氧化硫的排放量，防止低温时烟气中硫的化合物形成硫酸等腐蚀性液体腐蚀管道。
　　(3)加强钢管的耐磨性，有的电厂采用加金属防磨盖板、防磨瓦和防磨超音速电弧热喷涂技术。
　　(4)加强钢管的防耐腐蚀性，严格控制空气预热器的排烟温度不能过低（低于硫酸的露点温度），防止低温腐蚀空预器管道。
　　(5)运行人员优化锅炉燃烧，加大锅炉运行状态的监视与调整。
　　7 总结
　　空预器是锅炉不可缺少的一部，也是提高锅炉经济性能重要的组成部分，所以改善空预器的运行状态至关主要，在采用耐磨、耐腐蚀材料的同时，应严格控制与监视锅炉各个参数的运行状态。希望本文对空预器磨损的介绍、分析和提出的处理方法能够对同类型机组予以借鉴和帮助。
　　参考文献：
　　[1]　杨建华.循环流化床锅炉设备及运行[M].北京:中国电力出版社,2006.
　　[2]　任永红.循环流化床锅炉实用培训教材[M].北京:中国电力出版社,2007.
　　[3]　李彦,彭钢.循环流化床锅炉机组控制系统调试及运行技术[M].北京:中国电力出版社,2008.