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300MW锅炉空气预热器再燃烧的原因及处理措施
发布时间：2013-05-06 07:54 来源：未知
1、300 MW锅炉空气预热器再燃烧的机理及原因
空气预热器（以下简称空预器）是利用锅炉排烟余热加热空气的热交换器。空预器使锅炉燃烧和制粉系统需要的空气温度得到提高，同时进一步降低排烟温度，减少排烟热损失．目前国内300 MW机组锅炉部份通常采用结构紧凑、重量较轻的回转式空预器。其工作原理是：在空预器内，烟气和空气交替地通过受热面，当烟气通过受热面时，热量由烟气传给受热面金属，并被金属积蓄起来；然后空气通过受热面，受热面金属就将积蓄的热量传给空气，依靠这样连续不断的循环，将空气加热。
空预器本身只是换热器，干净的空预器不会发生再燃烧。空预器的再燃烧是由多方面因素引起的，但其根本机理是空预器受热面上积存的过量燃料（包括碳黑和油滴），经氧化升温，达到着火温度而产生燃烧．空预器再燃烧有两个条件：①燃料积存．②空预器内空气、烟气流速低或不均匀，导致散热条件变差。
锅炉起、停炉时，炉膛温度低，炉内温度分布不均匀，燃烧工况不稳定，燃料不易燃尽．此时烟气流速低，过剩氧量多，容易出现空预器的燃料积存和再燃烧。一般来说，锅炉起、停越频繁，空预器发生再燃烧的危险性就越大。
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锅炉处在低负荷长时间运行时，由于炉膛温度低，燃烧反应慢，使机械未完全燃烧值增大，同时低负荷运行时，烟气流量小，烟速低，烟气中的未完全燃烧颗粒也容易离析，沉积在空预器受热面上，以至形成再燃烧。一般来说，锅炉低负荷运行时间越长，空预器发生再燃烧的可能性越大。
锅炉起、停和低负荷运行时，将会形成煤、油混燃。当煤、油混燃时，会出现煤与油的抢风现象，特别是一次风管设置的油检煤、油混燃，抢风现象尤为突出，同时，在混燃时，油粒、煤粉可能发生相互粘附，而且两种燃料射流又相互影响，因此炉内正常动力工况和燃烧工况会受到干扰，由此导致燃烧恶化，加之此种混燃通常是在炉温较低的情况下出现的，所以燃料不易燃烧尽，当它们进入空预器时，油腻和未燃尽的煤粉同时附在受热面上，沉积更容易，更易形成再燃烧，
燃烧工况失调、煤粉过粗、煤种改变、煤粉自流、下粉不均或风粉混合差、炉底漏风等，都会造成煤粉未燃尽而带入空预器内积存．燃油中水分大、杂质多、来油不均或油温低使粘度高，油嘴堵塞或油嘴质量不好，使得油的雾化质量不高以及燃油缺氧燃烧形成裂解等，也会导致燃油燃烧不好，使油滴或碳黑进入空预器积存．
锅炉遇到紧急情况导致烟气场发生突变时，也容易使空预器排烟温度上升，笔者有过经历，当单侧通风组事故跳闸（引风机故障），而烟气联络通道在检修完后未能及时恢复，此时，故障侧通道基本无烟气通过，大量烟气涌向运行侧空预器通道，在短短的5 min时间内，该侧空预器排烟温度由120℃上升到180℃。
空预器是重要的锅炉辅机。空预器发生再燃烧，轻则半侧风组停运，威胁机组安全和影响机组负荷，甚至被迫停炉}重则会造成空预器严重损毁并导致机组长期停运，由此产生的损失是相当巨大的．事实上，在我国，发生过多起300 MW锅炉空预器烧损事故。
空预器发生再燃烧并造成火灾是一个逐步发展的过程，包括受热面上碳黑及油滴的氯化反应，从一个波形板箱的燃烧到相邻波形板籍并不断扩大的过程，往往需要致小时，只要我们在空发生再燃烧的初期能够作出准确判断，井及时采取有效措施，可以将空预器再燃烧消灭在萌芽状态。
2、空预器再燃烧的预防措施
防止空预器再燃烧的措施主要包括两部分：一方面要强化运行管理，另一方面需要完善相关系统。
2.1运行注意事项
①空预器温度检测设备要能够正常投入。运行人员应注意监视空预器的烟气出口温度、两侧温差和空气出口温度（烟温在80℃以下方可停运空预器），空预器排烟温度异常升高时，应视为可能已发生再燃烧（严重时，空预器前后烟道阻力增大，压差增加）．立即到现场观察判断．
②运行中要加强吹灰，并保证吹灰器处在良好备用状态．正常运行时，每班空预器吹扫2次．试运行其间或长期低负荷运行时，应投入空预器吹灰器连续运行直到10%额定负荷，达到10%额定负荷后，每2h吹灰1次。吹灰蒸汽的过热度应保证在100℃以上。
③停炉后，如果没有特别要求，停止送、引风机运行并关闭其出口挡板．在空预器排烟温度未降到规定值之前，维持空预器转动并监视排烟温度及两侧温差。锅炉大、小修时，应对空预器受热面检查、清洗。
④加强运行设备管理，包括油枪、煤粉燃烧器及消防灭火装置的管理，使之能够正常使用，同时，尽可能避免机组长时间油、煤混燃或低负荷运行。
2.2完善空预器相关系统
空预器的相关系统要完善，包括以下内容；
①合理布置空预器的吹灰器。深圳妈湾电厂空预器吹灰装置经改造后，在机组正常运行时，全部采用空气炮吹灰，利用声波震动原理来除去附在空预器受热面上的尘粒，同时，保留辅汽到蒸汽吹灰器管路（辅汽由汽机冷再供给），起、停炉及投油稳燃时采用蒸汽吹灰．经过la多时间运行，这种方式在降低空预器排烟温度和促进烟道畅通方面起到了一定作用。
◎完善空预器内部消防装置，包括蒸汽灭火和消防水灭火。可以考虑在空预器内部布置环行灭火喷嘴，确保空预器着火并引起卡涩时，消防水也能够均匀地喷射到空预器所有受热面上。
③确保空预器水冲洗装置完好备用。在烟道的进、出口侧均应布置固定式水冲洗装置（可采用消防水）．消防水源应可靠，阀门应满足运行人员快捷、便利操作的要求。利用水冲洗装置，在空预器检修时，能够对其受热面进行清洗。在事故情况下，如果空预器再燃烧已波及到波纹板受热面并引起着火，使用泡沫、化学剂来闷熄燃烧，效果并不明显，此时需要大量的水来降温，水冲洗可以作为辅助水源，并建议在空预器消防水管路上加装压力表或视流孔。
④安装玻璃观察窗。在空预器烟气侧下部安装玻璃观察孔，运行人员可以结合有关参数共同判断空预器是否已经着火。
⑤完善空预器进、出口烟温检测。除正常的热电偶测温仪器需要完好准确外，可以考虑加装红外线测温装置来适时、准确地检测空预器内温度场分布，从而有助于运行人员在空预器再燃烧初期便能够及时、准确地判断并采取相应措施．
⑥空预器进、出口烟道，尤其是入口烟道的挡板要能够开关灵活、严密，并保证手动操作不卡涩。因为空顶器再燃烧往往是从单侧开始的，如果在空顶器再燃烧初期，运行人员及时发现，挡板又能够隔离严密，就可以阻止该侧空预器内温度上升，维持机组运行。
3、空预器再燃烧时的处理措施
空预器再燃烧的初期现象并不明显，但是，如果测温装置及炉底水密封正常，而空预器出口烟温和风温不正常的持续升高（严重时，负压会有超范围的波动、氧量波动、烟囱冒黑烟），就地透过观察窗可以看到火星时，是空预器发生再燃烧，需要果断采取如下措施：
①立即投入空预器蒸汽吹灰。
②如果空预器吹灰无效，则停止该侧送、引风机运行，关闭所有相关的进、出口烟气挡板，将故障侧空预器停运．当无法隔离时，可以考虑申请停炉。
③打开空预器底部烟气和空气侧的疏水门并保持琉水畅通，
④如果空预器能够维持运行，则继续保持运行．并将空预器密封提升装置打到最大，如果空顼器不能够运行，并且发生卡涩，应立即投入环行消防管灭火。
⑤如果空预器再燃烧火势猛烈，应立即投入消防水进行灭火，直至熄灭。
⑥在故障侧空预器灭火时，严密监视另一侧空预器相关参数，防止再燃烧再次发生．一旦两侧同时存在再燃烧且不能马上扑灭，申请中调立即停炉。
⑦灭火后，停止吹灰器、消防灭火装置运行，保持空预器继续运行，启动引风机，开启挡板，抽出烟道内的烟气和蒸汽，待锅炉冷却后，检查空预器转子和密封片是否损坏，并且对空预器进行清洗和干燥。
