電站鍋爐回轉(zhuǎn)式空預(yù)器堵塞分析與研究

摘 要： 空預(yù)器蓄熱元件堵灰是長(zhǎng)期困擾電站鍋爐生產(chǎn)的難題，特別是隨著環(huán)保要求不斷提高， SCR脫硝投運(yùn)后，逃逸氨、SO3和水反應(yīng)生成的NH4HSO4使蓄熱元件的堵塞進(jìn)一步加劇，本文分析空預(yù)器堵灰原因，結(jié)合電站鍋爐目前運(yùn)行實(shí)例提出空預(yù)器堵塞的處理方法，并明確各種處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：空預(yù)器 逃逸氨 蓄熱元件 堵塞

Boiler rotary air preheater clogging analysis and research

Jiao Kaiming

（Inner Monglia Datang International Tuoketuo Power Generation Co.Ltd.，Tuoketuo 010206，China）

Abstract：air preheater fouling heat storage element is a long-term problem of boiler production， especially with the environmental protection requirements continue to improve， SCR denitrification operation， escape ammonia， SO3 and water reaction of the NH4HSO4 heat storage element blockage intensifies， based on the analysis of air preheater for boiler with blocking Haibara， currently running an example and puts forward the treatment method of air preheater clogging， and clear the advantages and disadvantages of various processing methods.

Keywords： air preheater； escape ammonia； heat storage element； blockage

中圖分類號(hào)：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）10-0251-01

引言

我廠鍋爐設(shè)計(jì)燃用煤種為準(zhǔn)格爾煙煤，該煤種硫分僅0.47%，隨著用煤量的增加及電廠經(jīng)濟(jì)利益的需求，近年來(lái)燃用煤種出現(xiàn)多樣化且變化頻繁，燃煤含硫量明顯增加，最高含硫量達(dá)到1.5%以上，燃煤年平均含量達(dá)到0.8% 。鍋爐加裝SCR脫硝裝置后，煙氣中的逃逸氨、SO3和水反應(yīng)生成的NH4HSO4在冷端蓄熱元件150-200℃溫度內(nèi)液化，黏度極大的液態(tài)NH4HSO4易沉積在冷端蓄熱元件上并不斷粘灰，使蓄熱元件的堵灰情況較改造前明顯惡化，煙氣側(cè)阻力增加速度由改造前的0.12kPa/月上升到0.44kPa/月，空預(yù)器最大壓差超過(guò)3.0kPa，煙氣阻力的增加導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)運(yùn)行在不穩(wěn)定區(qū)域，頻繁失速、機(jī)組不同程度的出現(xiàn)限出力情況，不僅影響組長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)危機(jī)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、空預(yù)器堵塞原因分析

1.空預(yù)器低溫腐蝕、積灰堵塞空預(yù)器

燃料中的硫燃燒生成二氧化硫，二氧化硫在催化劑的作用下進(jìn)一步氧化生成三氧化硫，SO3與煙氣中的水蒸汽生成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽的存在使煙氣的露點(diǎn)顯著升高。由于空預(yù)器中空氣的溫度較低，預(yù)熱器區(qū)段的煙氣溫度不高，壁溫常低于煙氣露點(diǎn)，這樣硫酸蒸汽就會(huì)凝結(jié)在空預(yù)器受熱面上，造成硫酸腐蝕，空預(yù)器積灰堵塞。

2.脫硝氨逃逸生成硫酸氫銨堵塞空預(yù)器

2014年我公司利用機(jī)組檢修對(duì)蓄熱元件上的粘灰進(jìn)行了取樣分析，測(cè)量結(jié)果顯示蓄熱元件上粘灰及浮灰中NH4離子的含量分別為66%和23%， SCR反應(yīng)器的逃逸氨和煙氣中的三氧化硫反應(yīng)生成硫酸氫銨是造成空預(yù)器堵灰的重要原因。

二、防止空預(yù)器堵塞的措施

1.控制燃煤硫分

通過(guò)控制燃煤硫分，燃用鍋爐設(shè)計(jì)煤種，我廠為控制個(gè)別機(jī)組的空與差壓，控制燃用煤種硫分低于0.5%，可有效控制空預(yù)器差壓，保證鍋爐空預(yù)器差壓在一年內(nèi)不超過(guò)2.0kPa。但是由于目前燃煤的多樣化，各電廠為節(jié)約燃煤成本，提升發(fā)電利潤(rùn)，大量摻燒高硫煤，控制燃煤硫分不符合當(dāng)前實(shí)際情況。

2.空預(yù)器在線水沖洗降低空預(yù)器差壓

2014年為有效控制空預(yù)器差壓，我廠2號(hào)爐加裝在線高壓水沖洗裝置，運(yùn)行時(shí)水泵出口壓力為30MPa，每根槍管上有6組共8個(gè)噴嘴，每個(gè)噴嘴出口水柱流速約200m/s，流量約1.5t/h，吹掃范圍直徑約為5mm，水柱線性好，垂直于蓄熱元件，單位面積上沖擊動(dòng)能約是蒸汽吹灰器的40倍，高速水流強(qiáng)烈的沖擊及楔劈作用，將污垢從蓄熱元件上剝離，達(dá)到疏通堵灰的目的。在線高壓水沖洗裝置采用就地PLC程控，確認(rèn)高壓槍管到位后采用步退方式運(yùn)行，步退間距為5mm，每步?jīng)_洗時(shí)間為82s，總行程950mm（空預(yù)器旋轉(zhuǎn)80s/r，槍管上噴嘴間距920mm，保證沖洗范圍覆蓋了整個(gè)換熱面），沖洗結(jié)束后槍管回到初始位置，噴嘴防護(hù)罩自動(dòng)關(guān)閉，防止噴嘴磨損或堵塞。 單側(cè)空預(yù)器沖洗時(shí)間約4.5個(gè)小時(shí)，耗水量約54噸。

2014年11月4日 在510MW負(fù)荷下對(duì)2號(hào)爐空預(yù)器進(jìn)行在線高壓水沖洗 ，煙氣側(cè)平均阻力由2.65KPa降到1.05KPa；三大風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流合計(jì)降低了171A。

空預(yù)器在線水沖洗可以降低空預(yù)器差，保證鍋爐經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行，但不能從根本上解決空預(yù)器堵塞問(wèn)題，而且空預(yù)器水沖洗受設(shè)備安裝及空預(yù)器堵塞物種類的影響較大，如果安裝不合適則不能將堵塞物徹底清理，因此具有一定的適應(yīng)性。

3.增加SO3脫除設(shè)備

為了從根本上解決空預(yù)器堵塞問(wèn)題，同時(shí)為降低電廠SO3排放量，2015年堿性干粉注射SO3脫除系統(tǒng)國(guó)內(nèi)首次在我廠安裝、調(diào)試及運(yùn)行。

SO3脫除系統(tǒng)通過(guò)堿性干粉注射系統(tǒng)將進(jìn)入空預(yù)器中的SO3脫除，從而減少硫酸氫氨的生成量，延緩空預(yù)器的堵塞。

O3脫除系統(tǒng)的運(yùn)行流程是：首先干粉（氫氧化鈣）由儲(chǔ)罐落入稱重罐稱重后落下，然后由旋轉(zhuǎn)給料機(jī)給料，最后由羅茨風(fēng)機(jī)將干粉通過(guò)噴槍噴入煙道內(nèi)，氫氧化鈣與煙氣中的SO3反應(yīng)，最終達(dá)到脫除SO3的目的。系統(tǒng)調(diào)試期間對(duì)SO3脫除系統(tǒng)投運(yùn)前后空預(yù)器入口SO3進(jìn)行檢測(cè)，系統(tǒng)投運(yùn)后，空預(yù)器入口SO3濃度降低到2.5～5.2ppm，平均值3.85ppm ，可降低SO3濃度45%左右。

SO3脫除系統(tǒng)投運(yùn)前后空預(yù)器差壓變化對(duì)比如下圖所示，系統(tǒng)投運(yùn)后空預(yù)器差壓變化變化平緩。該系統(tǒng)可有效降低空預(yù)器入口SO3濃度，但是按系統(tǒng)投運(yùn)需要消耗氫氧化鈣，并需要一定的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

三、總結(jié)

1.控制燃煤硫分可控制空預(yù)器堵塞，但是由于燃煤的多樣化和配煤摻燒經(jīng)濟(jì)性的需求，采取該方式不符合當(dāng)前實(shí)際運(yùn)行要求。

2.空預(yù)器在線高壓水沖洗系統(tǒng)安裝方便，空預(yù)器內(nèi)部槍管單獨(dú)安裝后機(jī)組即可運(yùn)行，外部部件安裝調(diào)試后即可進(jìn)行空預(yù)器在線沖洗，檢修方便，槍管在機(jī)組運(yùn)行中即可以抽出檢修和維護(hù)，沖洗效果顯著，但是不從根本上解決空預(yù)器堵塞問(wèn)題，治標(biāo)不治本。

3.三氧化硫脫除技術(shù)，可有效的抑制空預(yù)器堵塞，同時(shí)減少了三氧化硫的排放量，既能滿足鍋爐運(yùn)行需求，同時(shí)也控制環(huán)保排放指標(biāo)，但需要一定的運(yùn)行維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)

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[2]楊華安.火力發(fā)電廠廠用電節(jié)能探討[M].江西電力，第35卷，2011年第5期.

作者簡(jiǎn)介：焦開(kāi)明（1979-），男，漢族，工程師，現(xiàn)從事火電廠鍋爐運(yùn)行管理。