1000MW燃煤鍋爐空預器堵塞問題分析
來源:用戶上傳
作者:
【摘 要】空預器的運行狀況對鍋爐的安全和經濟運行有著重大影響?？疹A器的堵塞問題一直存在，特別是在加裝脫硝后，堵塞情況更加嚴重。因此，怎么有效減少空預器堵塞是各大火電機組積極探索的方向。
【關鍵字】燃煤鍋爐;空預器;堵塞
中圖分類號： TM621 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）12-0179-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.087
【Abstract】The operation status of the air preheater has a great influence on the safety and economic operation of the boiler.The blockage problem of air preheater has always existed.The blockage situation is even more serious after adding denitrification.Therefore，how to effectively reduce air preheater blockage is the direction of active exploration for major thermal power units.
【Key words】Ultra Supercritical Unit; Air Preheater; Blockage
0 前言
投運脫硝后，國內很多燃煤鍋爐出現了空預器差壓增大，甚至堵塞現象。我廠#3鍋爐空預器采用豪頓33.5VNT2000型三分倉式，空預器結構為兩段式分為冷段和熱段1100+1100，冷段涂搪瓷。我廠2013年1月中下旬以來，#3鍋爐空預器出現逐漸堵塞的問題，空預器壓差明顯增大。鍋爐脫硝裝置投產后，首次在空預器發現主要成分為硫酸氫氨的黏稠狀物質。
1 空預器堵塞的一般原因
1.1 燃燒煤種偏離設計值
煤種的硫份對空預器堵塞存在較大的影響。根據某廠經驗，當煤硫份長時間>0.8%后，會緩慢導致空預器差壓增大。燃煤中硫份越高，硫氧化物含量越高。煙氣露點溫度受SO3濃度影響很大。SO3含量越高，煙氣露點升高越明顯。如果空預器的溫度低于煙氣露點，H2SO4蒸汽就會在空預器凝結。煙氣中的灰就會粘附在空預器的冷端處上，形成積灰和堵塞。另外，燃煤灰分過高，會使空預器結焦堵灰、磨損嚴重。
1.2 運行調整不當
鍋爐長期負荷偏低，排煙溫度低，脫硝催化劑入口煙氣溫度偏低，氨逃逸大，硫酸氫氨生成量增大。機組升降負荷、啟停制粉系統時，煤粉未完全燃燒，容易造成空預器堵灰。鍋爐啟動時，吹灰不夠，吹灰蒸汽溫度太低。另外，空預器用蒸汽吹灰時，疏水未排盡，使吹灰蒸汽帶水，從而造成飛灰粘附在空預器受熱面，導致空預器堵塞。
1.3 空預器吹灰系統故障或吹灰器安裝不良
吹灰器故障，導致無法投入空預器吹灰。吹灰減壓閥調節性能太差，使蒸汽帶水，一方面減弱吹灰效果，另一方面在高溫下，還會使空預器的積灰泥化板結，加重堵塞。鍋爐空預器吹灰進汽閥故障，導致空預器漏入水蒸氣，堵塞加重。我廠#3鍋爐空預器冷端吹灰器噴口距離冷端換熱元件遠，未達到設計要求，吹灰效果差，導致A空預器在粘灰初期無法及時吹掃干凈，逐漸發生堵塞。
1.4 SCR運行影響
安裝SCR 脫硝系統后，脫硝噴氨的自動調節性能差，會造成ammonium bisulfate（ABS）現象，加重空預器堵塞。SCR發生的副反應： SO2+1/2O2->SO3; SO3+H2O->H2SO4; SO3+NH3++H2O->NH4HSO4; SO3+2NH3+H2O->（NH4）2SO4。液態的NH4HSO4是一種黏稠狀物質，會吸附飛灰，加劇空預期堵塞。有效控制SO3和NH3濃度，就能抑制空預器堵塞。
我廠脫硝裝置氨逃逸測量不準，導致氨逃逸率高：另外，在催化劑煙氣溫度已偏低的情況下，使用主汽對催化劑吹灰次數過多，造成氨逃逸更高，硫酸氫氨生成量增大，空預器逐漸堵塞。
2 空預器堵塞的現象及危害
2.1 空預器堵塞的現象
在運行過程中，發現空預器煙氣壓差增大，一次風壓、二次風壓有規律的增大或者減小;一次風機、送風機、引風機電流出現擺動，這就說明空預器此時已經出現堵塞現象。
2.2 空預器堵塞的危害
空預器堵塞不僅影響鍋爐的經濟運行，還影響鍋爐的安全運行?？疹A器流動阻力增大，會增大風機電耗;熱一次風壓、二次風壓、周期性擺動，會使風機電流忽大忽小，容易引起送風機喘振。還會加劇空預器低溫腐蝕，嚴重堵塞時，還會導致鍋爐限負荷，甚至停爐檢修。
3 改善空預器堵塞的措施
3.1 控制入爐煤質
在考慮機組安全性上應適當降低入爐煤質的硫份，對緩解和控制空預器堵塞有較好的作用。另外，煤種的灰分對空預器堵塞也有較大的影響，應對其進行適當限制。
3.2 優化運行調整
盡量控制排煙溫度在合理范圍，略高于露點溫度。保證爐膛氧量滿足最低氧量要求，減少生產不完全燃燒產物，有效抑制空預器堵灰;同時，氧量不能太大，避免生成大量的SO3。煙氣中的硫份越多，生成的硫酸氫氨的量就會越大。加減負荷過程中，保持制粉系統在最佳的運行方式;啟停制粉系統時，保持足夠的一次風溫和出口溫度，增大煤粉細度，減少未完全燃燒，可以有效減小尾部空預器堵灰。
3.3 優化空預器吹灰方式
機組啟、停時，機組低負荷運行時，空預器進行連續吹灰。每4-8小時，對空預器進行吹灰，吹灰蒸汽壓力和溫度要適宜。每次吹灰前，吹灰疏水溫度要達到規定值，暖管時間充分，防止濕蒸汽進入空預器。如果發現空預器阻力增大，應增加吹灰次數。運行中，重點監視空預器差壓，出現空預器差壓增大時，及時投入空預器連續吹灰。 3.4 加強吹灰系統的綜合治理
機組大小修期間及每次停爐后，對空預器吹灰器槍管和槍頭噴口進行全面檢查，確保吹灰器裝置運行正常。
3.5 嚴格控制氨逃逸
氨逃逸是產生ABS現象的主要根源。噴氨量大，脫硝率高，會造成氨逃逸率高，硫酸氫氨的生成量就越大。優化調整噴氨調節性能，保證噴氨均勻性，催化劑活性下降時及時更換。SCR運行過程中，在環保指標不超規定值的情況下，盡量少噴氨，減小氨逃逸;發現噴氨調節不正常時及時切到手動來調整。熱工人員定期對噴氨流量、氨逃逸率測點進行校正。
3.6 減少脫硝入口NOX
一般控制NOX入口不大于450mg/m3，否則噴氨量較大對空預器差壓有一定影響。運行中可以通過調整配風、及時啟停制粉系統、減少爐膛送風量等措施來減少NOX的生成，從而降低噴氨量，減小NH4HSO4的生成。合理的制粉系統的運行方式，對降低脫硝入口 NOX有著明顯效果，特別是在低負荷時，制粉系統運行方式對脫硝入口 NOX有較大的影響，入口 NOX的減少，會大幅度降低噴氨量，減少和緩解空預器堵塞情況。
3.7 高壓水沖洗
加裝空預器清洗系統。當空預器出現堵灰嚴重，煙氣側差壓變大時，及時安排進行空預器清洗并徹底通風干燥。潮州電廠調研結果表明，在線高壓水沖洗可以有效減小空預器堵塞。
空預器壓差達到2500pa以上時，潮州電廠采用過在線高壓水沖洗（空預器吹灰器自帶高壓水），水壓20MPa，75%負荷以上進行沖洗，間斷進行，總沖洗時間8-10小時，1000MW機組空預器差壓約下降800～1000Pa，600MW機組空預器差壓約下降500～700Pa，沖洗效果能維持三個月左右的時間。
3.8 進行設備技術改造和維護
可以通過加裝省煤器煙氣旁路，提高低負荷工況下SCR入口煙氣溫度;采用更準確的氨逃逸測量裝置，減少NH4HSO4的生成。對空預器結構、材料進行改造;當出現空預器運行參數異常時，及時停爐維修。
我廠#1爐空預器壓差高主要原因是冷端波紋板出現松動，煙氣通道變窄，且冷端和熱端的波紋板波形不一致，造成冷熱端煙氣通道的同心度差，通流阻力大引起差壓增大。波紋板松動繼續發展下去就有可能出現波紋板振動撕裂產生碎片進一步堵塞通道，加劇空預器的堵塞。
4 結束語
空預器的堵塞問題在國內燃煤電廠普遍存在。盡管不可避免，但是通過控制入爐煤質、優化運行調整、定期吹灰、優化脫硝系統運行、高壓水沖洗等措施可以有效減少空預器積灰堵塞問題。隨著技術的不斷進步，空預器的結構設計會合理，SCR的調節性能會更好，空預器的堵塞問題最終會得到有效解決。
【參考文獻】
[1]葉江明.電廠鍋爐原理及設備（第三版）.中國電力出版社.2010.
[2]艾增棟，高立濤.SCR超低排放后空預器堵塞的原因、預防及處理.2017.
[3]呂兆聚，邢學山.回轉式空氣預熱器的常見問題及改進措施[J].吉林電力，2001（2）：44-47.
[4]朱全利.鍋爐設備及系統.1000MW超超臨界火力發電機組技術叢書編委會.2010.
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/8/view-14839857.htm
