摘 要：针对某350MW 燃煤机组空气预热器(简称空预器)烟气侧压差大的问题，对 煤 质、空 预 器 冷 端低温腐蚀、空预器吹灰及冲洗相关情况进行了分析，确认其原因为二次风暖风器出力不足导致冷端低温腐蚀。通过对二次风暖风器及疏水系统进行改造，提高了空预器冷端温度，并对机组经济性的影响进行了分析。结果表明：暖风器改造后空预器烟气侧压差恢复正常，解决了空预器冷端低温腐蚀的问题。
关键词：暖风器;低温腐蚀;设备改造;空气预热器;冷端温度
冬 季 工 况 下，为了防止锅炉空气预热器(简称空预器)冷 端 低 温 腐 蚀 和 堵 灰 现 象，北 方 普 遍采用暖风器系统提高空预器进口风温，使排烟温度保持在 酸 露 点 以 上。暖风器系统通常采用辅汽联箱供汽，疏水回收至炉侧疏水箱或直接经疏水泵回收至凝汽器或除氧器。但在实际运行中，经常出现暖风器疏水不畅、极端天气下暖风器出力不足 等 问 题[1]。袁 建 飞[1]针对暖风器运行存在的堵灰、腐 蚀 问 题，提出了暖风器完善优化应用的重点和技术措施。周超等[2]通过对暖风器、疏水器进行 改 造，并 重 新 布 置 疏 水 系 统、优 化 运行逻辑，提高了暖风器及疏水系统的可靠性和经济性。王荣 等[3]分 析 了 设 置 循 环 风 对 回 转 式 空预器性能 和 堵 灰 的 影 响，以 及 冷 端 堵 灰 的 原 因，并提出了 优 化 方 案。蔡 明 坤[4]分 析 了 设 置 循 环风对回转式空预器性能和堵灰的影响，并针对冷端堵灰提出了改进方案。
笔者对 冬 季 供 热 期 某350 MW 燃 煤 机 组 空预器烟气侧压差大进行了分析，确认二次风暖风器出力不足导致空预器最低冷端综合温度低于设计值，存在低温腐蚀和堵灰的风险。通过对暖风器系 统 的 改 造，进 一 步 提 高 了 空 预 器 冷 端 温度，减少了 低 温 腐 蚀 风 险，并对暖风器改造后对机组经济性的影响进行了分析。
1 设备概况
机 组 采 用2台 容 克 式、立 式、三 分 仓 回 转 式空预器，型号为29.5-VI(T)-2600-QMR，空 预 器相关参数见表1。空预器是利用锅炉尾部烟气热量加热空气 的 热 交 换 设 备，当 转 子 转 动 时，烟 气和空气交替流过换热元件，换热元件从热烟气中吸收热量，提高空气温度。
一、二次风均采用卧式 SD-XNFT-Ⅰ型暖风器系统，暖风器为手动可旋转式暖风器。暖风器运行时将暖风器与风向垂直，加热风温;暖风器停用时将换热 面 旋 转 阀 按 其 本 体 所 示 的 箭 头 方 向 旋 转90°并锁紧，使其与风向平行，以降低风阻。
2 存在的问题
目前，2 号 锅 炉 空 预 器 烟 气 侧 压 差 偏 高，压差在1.8～3.0kPa，远高于设计值(1.25kPa)，也高于去年同期值(1.2～1.8kPa);1号 锅 炉 空预器烟气侧压差在1.3～2.3kPa，压差比2号锅炉空预器低。
图1为2019年12月1日—2020年1月31日2号锅炉空预器烟气侧压差变化情况。
由 图1可 以 看 出：2019年12月1日—2020年1月31日在同样负荷下2号锅炉空预器烟气侧压差总体呈上涨趋势。2020年1月2号 锅 炉空预器烟气侧压差最大值由2.7kPa上升至3.0kPa，1个月增长了0.3kPa，到2020年3月空预器烟气侧压差可能会进一步上升，最高可能会达到3.3kPa，影响机组运行的安全性及经济性。
3 原因分析
表2为2号锅炉氨逃逸检测数据，表3为氨灰检测数据。由 表2及 表3可 以 看 出：2号 锅 炉氨逃逸体积分数基本维持在1.0×10-6以 下，低于设计值(3.0×10-6);氨灰的质量比基本维持在65mg/kg以下，低于设计值(100mg/kg)，在线表监测数据 显 示 正 常。但 不 能 完 全 排 除 氨 气 喷 入过量问 题，因 为 左 右 侧 烟 道 各 有 一 个 氨 逃 逸 测点，所测得的氨逃逸体积分数不能代表整个烟道的情况，由表3可以看出2号锅炉空预器氨灰质量比有突增现象。
运行期间2台锅炉所烧煤种基本一致，不存在煤质 原 因 导 致1、2号 锅 炉 空 预 器 烟 气 侧 压 差偏差大的问题。
2号锅炉空预器冷端吹 灰压力为 1.20～1.26MPa，热端吹灰压力为0.83～0.93 MPa，热端吹灰压力略高于设 计吹灰压力，符 合 设 计 要求。吹灰周期为8h，不 存 在 吹 灰 压 力 不 足 或 吹灰频次过 低 导 致 空 预 器 堵 塞 的 问 题。空 预 器 吹灰前后压差变化不明显，没有出现明显降低。
根据煤的含硫量，得到空预器冷端平均壁温运行曲线(见图2)。大部分燃煤的含硫质量分数低于1.5%，根据冷端温度导则可知，冷端平均壁温大于68.3 ℃即可满足运行要求。冬季空预器冷端平均壁温 最 低 为64.7 ℃，低于最低运行温度(68.3 ℃)，存在低温腐蚀 的 风 险，这 是 造 成 空预器烟气侧压差大的主要原因。
2020年3月下旬对换热元件进行整框架常规高压水冲洗，表4为2台锅炉冲洗前后空预器烟气侧压差变化情况。由表4可以看出：由于积灰严重，冲 洗 效 果 不 明 显，冲洗后空预器烟气侧压差并未下降。
再 次 检 修 时，将 空 预 器 换 热 元 件 框 架 拆 解后，发现冲洗前 换 热 元 件 堵 灰 严 重(见 图3)。事实说明空 预 器 烟 气 侧 压 差 大 与 低 温 腐 蚀 和 积 灰相关，对换热片逐片进行冲洗，彻底清除积灰，冲洗后压差恢复正常。
由于空预器烟气侧压差增大，导致整个风烟系统的管道阻力特性曲线发生变化，存在风机喘振风险。通过计算，引风机全压在4700～6400Pa，风体积流量在180～250m3/s，根据引风机特性曲线可知，引风机处于安全运行范围。送风机全压在1500～2200Pa，风体积流量在88～120m3/s，根 据 送 风 机 特 性 曲 线 可 知，送 风 机 处 于 安全运行范围。
4 改造方案
在2台送风机出口风道各加装1台暖风器，汽源引自辅汽联箱至原暖风器加热蒸汽母管，对送风机出口冷二次风预加热后送至原暖风器进口，进一步提高暖风器出口风温。加装的二次风暖风器系统图见图4。
5 实施效果
5.1 对空预器低温腐蚀的影响
表5为改造前后运行参数对比。由表5可以看出：在相 同 负 荷 下，改 造 后 空 预 器 进 口 温 度 提升明显。
新加二次风暖风器投运后，空预器烟气侧压差较上一 年 同 期 有 较 大 改 善(见 图 5)。2020 年12月1日—2021年1月4日，1号锅炉空预器烟气侧平均压差为1.539kPa，2号锅炉空预器烟气侧平均压差 为1.552kPa，较上一年同期有了显著降低，未出现空预器烟气侧压差大幅升高的现象。
冷端平均壁温=(空预器进口平均风温+未修正的空预器出口排烟温度)/2，可算出2020年12月1日—2021年1月4日冷端平均壁温，即1号 锅 炉 空 预 器 78.591 ℃，2 号 锅 炉 空 预 器74.516℃，相比 于2019年12月1日—2020年1月4日冷端平均壁温(1号锅炉空预器76.903 ℃，2号锅炉空预器71.23 ℃)有较大提升，低温腐蚀的风险降低。
5.2 对机组经济性的影响
5.2.1 对风机出力的影响
新加二次风暖风器投运后，空预器烟气侧压差降低，烟 气 沿 程 阻 力 降 低
投入新暖风 器 后 2 台空预器烟气侧的平均压差减少0.301kPa，理论上可降低单台引风机功率87.87kW。冬季新加暖风器运行4个月(共计约2900h)，2 台引风机预 计 节 电 约50.96万 kW·h，节 约 成本约15.288万元。
5.2.2 对锅炉效率的影响
新加二次风暖风器对锅炉热效率产生了两方面的影响：一方面，二次风温度升高，引起锅炉热效率提高;另一方面，锅炉排烟温度升高，引起锅炉热效率降低[6-8]。
6 结语
冬季空 预 器 冷 端 平 均 壁 温 最 低64.7 ℃，低于最低运行温度(68.3 ℃)，存 在 低 温 腐 蚀，这 是造成空预器烟气侧压差大的原因之一;可以通过新加暖风器提高空预器冷端温度，从而减少低温腐蚀，减小空预器烟气侧压差。新加二次风暖风器后锅炉效率下降，但烟气沿程阻力减小使风机出力减小，降低了厂用电率。建议在 机 组 检 修 时，对 空 预 器 进 行 彻 底 清洗，并且必须符合清洗标准。
保证冷端平均壁温达到设计要求，冬季根据环境温度和所烧煤种及时投运暖风器，避免低温腐蚀，根据 情 况 可 适 当 提 高 辅 汽 联 箱 压 力，保 证暖风器投运效果。同时注意排烟温度不能过高，防止排烟热损失增大。——论文作者：穆福艺，赵 凯
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