王有利

摘? ?要：本文以我廠660MW燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組為例，對(duì)該機(jī)組中空預(yù)器堵塞問(wèn)題的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，主要受傳熱元件、運(yùn)行環(huán)境、脫硝系統(tǒng)、機(jī)組維修等因素影響，并提出針對(duì)性的解決對(duì)策，最后通過(guò)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)應(yīng)用效果。結(jié)果表明，送風(fēng)、引風(fēng)和一次性風(fēng)機(jī)等設(shè)備的電量消耗有所降低，空預(yù)器的運(yùn)行安全與經(jīng)濟(jì)性得到顯著提升。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐? 空預(yù)器? 堵塞原因? 解決方法

在燃煤鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行下，很容易出現(xiàn)積灰、結(jié)垢等情況，使鍋爐空預(yù)器發(fā)生堵塞，對(duì)正常生產(chǎn)運(yùn)行起到負(fù)面影響。在機(jī)組運(yùn)行中，空預(yù)器很可能受到傳熱元件、運(yùn)行環(huán)境、脫硝系統(tǒng)等多種因素影響造成堵塞，應(yīng)通過(guò)工藝升級(jí)、調(diào)整脫硝系統(tǒng)、科學(xué)引入送風(fēng)機(jī)再循環(huán)等方式進(jìn)行預(yù)防和解決，提高機(jī)組工作效率。

1? 問(wèn)題產(chǎn)生

我廠共計(jì)安裝2臺(tái)660MW燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)鍋爐配備兩臺(tái)空氣預(yù)熱器，型號(hào)為31.5VNT2300，傳熱面積為55698m2。煙氣入/出口流量2432.6/2552.9t/h，頂部、底部扇形板，軸向弧形板均固定不可調(diào)，材料方面與煙氣脫硝工藝要求相符合。在機(jī)組額定負(fù)荷下，空預(yù)器設(shè)計(jì)差壓為1.2kPa。自4臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行后，陸續(xù)出現(xiàn)不同程度的空預(yù)器堵塞情況。在機(jī)組檢修過(guò)程中，對(duì)蓄熱元件進(jìn)行高壓沖洗，空預(yù)器差壓持續(xù)上升，達(dá)到2.5kPa，爐膛壓力浮動(dòng)范圍達(dá)到-550—+350Pa，引風(fēng)機(jī)的電流增加20A左右，送風(fēng)機(jī)電流增加5A左右，對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全帶來(lái)極大威脅，不利于經(jīng)濟(jì)性的提升。將空預(yù)器拆解后發(fā)現(xiàn)，冷端與中間層附近的蓄熱元件出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象，冷端結(jié)垢高度為300mm左右，大多與飛灰粘連，通過(guò)高壓沖洗可解決，剩余部位均為積灰，容易清理[1]。

我廠采用改進(jìn)型低NOX燃燒器，自脫銷投運(yùn)以來(lái)，空預(yù)器差壓增大，高負(fù)荷時(shí)，部分機(jī)組空預(yù)器差壓達(dá)到2.8kPa以上，提高空預(yù)器吹灰壓力，投入空預(yù)器連續(xù)吹灰效果仍不明顯。

2? 原因分析

2.1 傳熱元件所致

在空預(yù)器構(gòu)造中，由金屬薄板擔(dān)任傳熱元件，通常在框架中緊密排列，該公司引入設(shè)備的框架為三層分布，即冷端層、中間層與熱端層，由于工質(zhì)通道較窄，排列較為緊密，很容易出現(xiàn)積灰情況使通道受阻，使排煙空氣流動(dòng)阻力增加，影響傳熱件的應(yīng)用效果，不利于機(jī)組的順利運(yùn)行。與熱端元件相比，冷端積灰現(xiàn)象十分明顯，可采取旁移式冷端原件更換工作，將冷端原件取出，對(duì)熱元件進(jìn)行徹底清洗;如若冷端原件鋼板厚度發(fā)生改變，例如變?yōu)樵镜?/3，此時(shí)便應(yīng)翻轉(zhuǎn)框架，延長(zhǎng)原件的使用壽命。

2.2 脫硝系統(tǒng)所致

在脫硝系統(tǒng)投入運(yùn)行后，如若入口處煙溫控制不合理、調(diào)整不及時(shí)、氨逃逸率控制不當(dāng)?shù)?，很容易在冷端蓄熱元件的位置產(chǎn)生NH4HSO4，導(dǎo)致堵塞現(xiàn)象發(fā)生。我公司采用三層催化劑，將氮氧化物含量控制在50mg/m3以下。為了控制氮氧化物的排放量，公司將排放標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為40mg/m3，這將需要投入更多氨量的支持，同時(shí)也使氨逃逸率隨之提升，冷端環(huán)境變得更加復(fù)雜，很可能導(dǎo)致NH4HSO4的增加。當(dāng)運(yùn)行溫度較低時(shí)，鍋爐排煙溫度較低，冷端蓄熱元件很容易出現(xiàn)NH4HSO4，增加設(shè)備堵塞概率。

2.3 機(jī)組維修不當(dāng)

在機(jī)組維修過(guò)程中，通常只是簡(jiǎn)單地利用高壓沖水系統(tǒng)對(duì)蓄熱元件進(jìn)行沖洗，未進(jìn)行拆解后徹底清理。雖然高壓沖水時(shí)將壓力調(diào)整到50MPa，但因蓄熱元件與工作面之間的縫隙較小，不易被沖透。此外，由于沖洗壓力較高，一旦操作不當(dāng)，很容易導(dǎo)致蓄熱元件被損壞，受損碎片無(wú)法及時(shí)清理，很容易對(duì)空預(yù)器造成二次傷害，堵塞問(wèn)題更加嚴(yán)峻。

3? 解決措施

3.1 優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)

加強(qiáng)對(duì)空預(yù)器冷熱段元件的材料選用，優(yōu)先選擇傳熱性強(qiáng)、不易積灰、阻力性強(qiáng)、易清洗、剛度良好的材料;合理設(shè)計(jì)冷端換熱原件高度，以免空預(yù)器內(nèi)部硫酸氫銨出現(xiàn)堵塞;通常情況下，熱端換熱原件利用蒸汽吹灰器，冷端采用半伸縮式高壓沖洗裝置，可采用DCS吹灰裝置，其具有半伸縮性能，可就地控制高壓水泵;根據(jù)鍋爐鋼架實(shí)際情況，合理設(shè)計(jì)吹灰器的角度，以免出現(xiàn)沖突;大多情況下，將吹灰器設(shè)置在爐膛的上部與其他部分，在預(yù)熱器煙氣傳輸位置帶有伸縮吹灰器，由專用程序?qū)Υ祷移鞯倪\(yùn)行進(jìn)行控制。

3.2 控制吸收塔入口煙溫

確保堵塞側(cè)空預(yù)器對(duì)應(yīng)側(cè)低溫省煤器全程投運(yùn)，確保低省增壓泵最大出力運(yùn)行，適當(dāng)提高凝結(jié)水壓力，從而降低吸收塔入口煙溫，以免因煙溫過(guò)高，對(duì)脫硫吸收塔、除塵設(shè)備安全構(gòu)成威脅;當(dāng)煙溫過(guò)高時(shí)，自動(dòng)開啟噴淋器，防止凈煙氣溫度高保護(hù)動(dòng)作鍋爐MFT。

3.3 調(diào)整脫硝系統(tǒng)

在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)對(duì)脫硝出口的氮氧化物含量進(jìn)行調(diào)整，有效減少氨用量。同時(shí)，在符合國(guó)家對(duì)此方面規(guī)定的情況下，最大限度提高煙氣中氮氧化物排放濃度，減少氨氣用量，進(jìn)而降低氨逃逸率。同時(shí)，結(jié)合脫硝催化劑的使用時(shí)間，及時(shí)促進(jìn)催化劑再生，提高其活性。在鍋爐運(yùn)行中，確保排煙溫度超過(guò)110℃，同時(shí)還要保障冷端綜合溫度超過(guò)對(duì)應(yīng)硫份的規(guī)定溫度值，可采用熱風(fēng)再循環(huán)裝置對(duì)排煙溫度進(jìn)行控制[3]。

3.4 有效修護(hù)機(jī)組

在對(duì)機(jī)組進(jìn)行維修時(shí)，不但可對(duì)空預(yù)器進(jìn)行高壓沖洗，還應(yīng)對(duì)設(shè)備內(nèi)部碎片進(jìn)行清理，在必要的情況下，還應(yīng)對(duì)設(shè)備內(nèi)部的蓄熱元件進(jìn)行徹底拆解處理，對(duì)于受損或者結(jié)垢的蓄熱元件進(jìn)行更換，確保在機(jī)組啟動(dòng)之前開展風(fēng)壓實(shí)驗(yàn)，使空預(yù)器前后壓差不超過(guò)1.2kPa。

3.5 提高空預(yù)器出口煙溫降低差壓

可通過(guò)緩慢降低堵塞側(cè)空預(yù)器對(duì)應(yīng)送風(fēng)機(jī)出力，同時(shí)開啟送風(fēng)再循環(huán)，開啟對(duì)應(yīng)脫銷旁路煙氣擋板，控制脫銷入口煙氣溫度不超過(guò)催化劑失效溫度400℃，使堵塞側(cè)空預(yù)器出口煙溫達(dá)到180℃使生成的NH4HSO4分解掉，改善空預(yù)器堵塞問(wèn)題。

3.6 空氣預(yù)熱器防堵改造項(xiàng)目

在防堵灰分倉(cāng)內(nèi)通入一定量的高溫?zé)嵋淮物L(fēng)，通過(guò)高溫、高流速的熱一次風(fēng)將蓄熱元件上沉積下來(lái)的灰通過(guò)熱二次風(fēng)帶入爐膛。當(dāng)一次風(fēng)機(jī)出力不足或空預(yù)器沒(méi)有堵灰跡象時(shí)，防堵灰分倉(cāng)內(nèi)可旁路通入冷二次風(fēng)，恢復(fù)原有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

4? 運(yùn)行效果

通過(guò)實(shí)際運(yùn)行可知，采取上述防護(hù)和處理措施后，空預(yù)器的運(yùn)行效果得以提升，在2019年1月至3月期間開展三次檢測(cè)工作，主要針對(duì)A和B兩個(gè)空預(yù)器進(jìn)行檢驗(yàn)，由檢驗(yàn)結(jié)果可知：送風(fēng)、引風(fēng)和一次風(fēng)機(jī)等設(shè)備的電量消耗有所降低，空預(yù)器差壓已由高負(fù)荷下2.7kPa降至2.2kPa，效果顯著，尤其使用提高堵塞側(cè)空預(yù)器出口煙溫措施反應(yīng)迅速。上述措施的應(yīng)用有效提高空預(yù)器的運(yùn)行安全，為企業(yè)帶來(lái)更加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

5? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前燃煤鍋爐運(yùn)行中，堵塞與腐蝕問(wèn)題十分普遍，應(yīng)及時(shí)采取科學(xué)有效的預(yù)防和處理方法，通過(guò)優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行防堵改造、提高堵塞側(cè)空預(yù)器出口煙溫分解NH4HSO4、調(diào)整脫硝系統(tǒng)等方式，使空預(yù)器堵塞與腐蝕等問(wèn)題得到有效解決，提高機(jī)組運(yùn)行效益與安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄔東立，王潔，張國(guó)鑫.660MWSCR脫硝機(jī)組空預(yù)器堵塞原因分析及對(duì)策[J].浙江電力，2018（3）：50-54.

[2] 馬大衛(wèi)，黃齊順，查智明，等.燃煤電廠空預(yù)器結(jié)垢成因分析及處理措施[J].電力科技與環(huán)保，2017（2）：60-63.

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