甘蔗渣锅炉空气预热器管堵塞的应急处理

郭凯贤

（广西梧锅锅炉制造有限公司，广西梧州543002）

云南某糖厂于2008年从广西梧锅锅炉制造有限公司购买了一台蒸发量65 t/h的甘蔗渣锅炉并于年尾开榨，经过了一段时间的运行，该客户便反映锅炉尾部空气预热器管子严重堵灰，锅炉出力不足而需要停炉对堵塞的管子进行疏通。但处理完毕后并重新升火仅3天，又再次发生预热器管子堵塞，被迫再停炉处理。

1 锅炉空气预热器管堵灰现象

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。由于它工作在烟气温度最低的区域，回收了烟气的热量，降低了排烟温度，提高了锅炉的热效率，因此空气预热器已成为锅炉的一个重要组成部分。由于它产生了积灰和堵塞，造成烟气流通截面积的减小，引风阻力增大，加大了鼓风和引风机负荷和电耗，影响了锅炉的出力和安全运行，严重时甚至被迫停炉处理，造成极大损失。

经过现场查看，堵灰主要集中在最下级空气预热器冷风进口处管子上端，堵塞的管子数目约占了一半。我们了解到，入炉的甘蔗渣水分约为52%，某些时段达到55%以上。锅炉排烟温度只有110℃左右（设计值为150℃）。水分含量远高于原设计值48%。此问题是压榨工段设备的原因，使蔗渣水分居高不下。

2 现象成因分析

空气中常含有一定量的水蒸气，在它与一冷面接触时，如果冷面温度与空气中水蒸气的分压pH2O相对应的饱和温度相等或更低时，空气中的水蒸气就会部分地凝结在冷面上，这就是所谓结露现象。如果冷面的温度是变化的，开始高而逐渐降低，当它降到某一温度时，空气中的水蒸气开始凝结，这个温度就称为这种空气的露点。

烟气中水蒸气的含量，常较空气高些，因此烟气的结露点也较高。这也就是说烟气中的水蒸气在较高的温度下就开始凝结，这个露点只考虑了水蒸气的影响，因此称为水蒸汽露点。燃烧甘蔗渣所产生的烟气中的水蒸气露点一般为120℃。在蔗渣中水分不多、排烟温度150℃的情况下，在空气预热器的低温受热面上结露的可能性较小。

但因目前入炉蔗渣的水分严重超标，烟气中的水蒸汽含量大增，使得空气预热器处的烟气温度偏低（尤其在刚开始升火时），空气预热器的入口空气温度约为20℃左右，这时空气预热器进风口部份的受热面壁温低于烟气的水蒸气露点120℃，因此，烟气中的水蒸汽将结露而附于受热面壁面上，即受热面被水润湿，烟气中的飞灰不断粘附在管壁的冷凝水上，且越积越多，而形成积灰，直到最后将管子全部堵塞。

倘若燃料中还含有硫时，燃料中的硫燃烧后生成SO2，其中一小部分还会再氧化成SO3。烟气中SO3气体会与烟气中的水蒸气结合成H2SO4。当受热面的温度低于烟气露点时，H2SO4亦会凝结在受热面上，严重地腐蚀受热面，这种现象称为结露腐蚀现象。

由上可知，燃料的水分对锅炉的燃烧工况和尾部低温受热面的影响是非常大的，务必加以关注。

3 采取的临时应急措施

分析了原因，便可从三个方面采取措施：

（1）提高锅炉的排烟温度。

（2）提高空气预热器进风温度。

（3）严格控制蔗渣水分在推荐范围内。

但从经济性和当时生产的紧迫性来出发，优先考虑提高锅炉的排烟温度，以提高空气预热器受热面管子的壁温。

该炉的尾部烟道受热面由上、下两组省煤器和三级空气预热器构成。为了能提高排烟温度，可以减少尾部受热面积，来达到减少工质吸收烟气热量的目的。经过严格的热力计算，得出：如果暂时弃用下组省煤器，即将省煤器进水管直接接到上组省煤器进口集箱处，将能使排烟温度提高约30℃，热风温度提高约45℃。这方案简单易行，改造工作量甚少，客户欣然接受并决定当即实施。

采取改动省煤器进水管路这一临时应急措施后，经过重新升火运行20多天后的观察，排烟温度已能升高至140℃。虽然停用了一组省煤器，上锅筒的进水温度有所下降，使锅炉的出力从65 t/h降至62 t/h，但管子积灰速度已明显降低、堵塞管子的数目也由原来的1/2减少为1/6，鼓风、引风机均能运行在额定状态下，不用再停炉通管。

4 结束语

该应急方案虽然以牺牲一些出力为代价，但在一定程度上缓解了严重的结露积灰现象，避免了频繁的停炉，确保了锅炉的安全经济运行，维持了正常的生产。

[1]冯俊凯，沈幼庭，杨瑞昌.锅炉原理及计算（第三版）[M].北京：科学出版社，2003.