空預器在線沖洗技術應用實踐與分析

劉恩生

（華電國際技術服務中心，山東 濟南 250014）

某發電廠鍋爐型號為WGZ1112/17.5-3，系武漢鍋爐廠生產的亞臨界自然循環汽包爐，單爐膛、前后墻對沖燃燒、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構∏型布置。每臺鍋爐配備兩臺50%BMCR容量的回轉式三分倉空氣預熱器，空氣預熱器主軸垂直布置，煙氣和空氣以逆流方式換熱，主要由轉子、蓄熱元件、密封系統、控制系統、傳動系統、吹灰器以及清洗裝置等部分組成。鍋爐脫硝采用低NOx燃燒器改造加SCR技術路線，采用選擇性催化還原（SCR）技術，催化劑采用模塊化設計，選用板式催化劑，按“2+1”模式布置，采用液氨作為還原劑。

1 空預器壓差情況

脫硝系統投運后，該機組兩側空預器差壓緩慢上升，2個月內達到設計值1.5倍以上。爐膛負壓發生脈動，最大達到±300 Pa；空預器漏風量增大，兩側排煙溫度均有不同程度的增加，鍋爐排煙損失增加；送引風機、一次風機電流增加，風機電耗明顯增加，高負荷時甚至引起了引風機失速，已經嚴重影響了機組的安全、穩定運行。差壓上升是由于空預器蓄熱元件積灰結垢堵塞造成的。火電機組進行環保改造增設SCR脫硝裝置后，空預器入口煙氣中SO3濃度增加，煙氣酸露點溫度提高，在低于220℃的條件下，煙氣中SO3與NH3反應主要生成NH4·HSO4，在146～207℃，硫酸氫氨為高黏性液體，易于黏附在空預器的中低溫換熱面，黏附煙氣中的飛灰，空預器堵塞問題普遍惡化，空預器壓差增高，熱交換效率下降。硫酸氫銨生成、沉積示意圖如圖1所示。

2 空預器沖洗方式及利弊

空預器沖洗目前可采取停運后清洗、半邊隔離清洗及在線高壓水清洗三種方式。停運后清洗徹底，實施簡單，但受到檢修計劃和檢修時間的限制，靈活性較差。半側隔離清洗影響機組運行負荷、單側風機運行時間長，風險大；清洗終點難以判斷；一般電廠空預器出口無煙氣擋板，系統無法隔離，施工困難。在線高壓水清洗不需要停機及系統隔離，操作簡單，容易實現，清洗終點容易判斷。但操作不當可能造成排煙溫度降低，有低溫酸腐蝕風險；傳熱元件溫差變化對空預器變形、裂紋等的負面影響尚無明確結論。

圖1 硫酸氫銨生成、沉積示意圖

3 空預器在線沖洗實踐

3.1 沖洗前的準備工作

高壓水泵額定壓力為50 MPa，噴頭為前沖式，噴嘴數量1個，噴嘴直徑為1.2 mm。沖洗水的水源取自工業水，沖洗水溫控制在60～70℃。水量控制在3 t/h以下，防止水量過大造成煙道積水、煙氣含水量過大造成后部電除塵受潮。沖洗壓力初步設定為20 MPa，后期根據試驗將正式沖洗壓力確定為30 MPa，實踐證明此壓力范圍比較合適。壓力過小會影響沖洗效果，壓力過大則會使陶瓷元件鍍層損傷概率提升。沖洗前，應確認灰斗排灰正常，能正常排出灰斗積灰和沖洗初期的泥水。沖洗水槍架設的開孔位置位于空預器煙氣側冷端，轉子從二次風側轉入煙氣側的初始位置。空預器內部安裝沖洗車軌道，沖洗車從空預器后側新開的沖洗門進入。為了保證沖洗工作的安全，高壓清洗水槍距離空預器轉子保持500 mm，防止水槍與空預器轉子碰撞。臨時搭設的水沖洗平臺上架設水沖洗槍托架，托架高度與法蘭孔底部同高，保證沖洗槍水平運動，防止槍頭忽高忽低，發生碰撞危險或影響沖洗效果。

3.2 沖洗過程和注意事項

單側空預器沖洗前、沖洗進行中，運行、檢修人員應做好檢查、特護工作，全面檢查各轉機運行情況，試驗各油槍裝置的備用情況，油槍必須保證有備用。如果煤質差、設備發生故障、燃燒不穩，則應立即投油助燃；備用設備提前進行切換試驗，消除影響運行的缺陷，保證各系統運行正常；機組負荷在90%BMCR負荷以上運行；沖洗期間保證入爐煤煤質穩定，各系統運行參數穩定，盡量多監視少調整，減少對鍋爐的擾動；保持沖洗側送風機壓力高于運行側100 Pa。

在正式沖洗前進行試沖洗，試沖洗壓力由低到高，在空預器冷端煙氣側入孔門檢查傳熱元件是否發生沖裂，偏斜和破損現象。空預器電流保持穩定，無摩擦異響，排煙溫度平均降幅10℃，但保持在110℃以上。

試驗無異常后轉入正式沖洗，采用底部沖洗，采用先外后內的順序，做到不漏洗、不重復洗。從轉子外環開始逐步向內環移動。沖洗水槍每20 min移動一次，每次移動20 mm。在向轉子中心移動過程中，由于沖洗點處圓周方向轉子移動速度逐漸下降，適當縮短沖洗持續時間，保證單臺空預器的沖洗時間控制在72 h以內。

沖洗中觀察機組負荷在70%BMCR負荷時，從空預器下部窺視窗可以看到沖洗水痕跡，容易沾灰。機組負荷增加到90%BMCR負荷以上時，沖洗水痕跡蒸發消失。據此判斷，機組負荷相對較高時，煙溫、煙氣流速升高，水分蒸發快，對蓄熱元件沖擊相對減小，沖洗效果更加明顯。

3.3 沖洗數據分析和評價

在沖洗中、沖洗后，應觀察空預器驅動電機電流、排煙溫度、煙道排污情況及除塵器運行是否正常。觀察和記錄高壓水沖洗時間、壓力、空預器在沖洗前后機組負荷、煙氣和空氣側差壓、送風機和引風機電流、爐膛壓力、熱風和排煙溫度等參數。對比機組相應負荷下沖洗前、后的空預器煙氣側差壓，對空預器清洗效果進行對比分析。經過6 d的沖洗，空預器差壓在機組滿負荷運行時空預器煙氣側1.6/1.9 kPa差壓降低為1.0/1.0 kPa。機組負荷為240 MW時，空預器煙氣側差壓降低為0.8/0.9 kPa，送風機電流降低約5 A，引風機電流降低20～30A，空預器在線沖洗達到了預期效果。

4 結束語

經過在線水沖洗，達到了降低空預器壓差、風機電流，提高機組安全性和經濟性的目的。沖洗過程中未發生空預器的可能，由于沖洗水冷卻導致動靜部分摩擦、電流增大甚至卡死，爐膛壓力波動；排煙溫度降低引起空預器煙氣端低溫腐蝕和電除塵電極板腐蝕等問題。實踐證明，經過充分論證、細心準備和精心操作，空預器在線水沖洗是可行的，解決了空預器壓差大的問題。

在沖洗后的機組檢修計劃中，增加了對空氣預熱器轉子徑向板和橫向板變形、轉子中心筒和倉格板焊縫的檢查項目，未發現因沖洗造成的轉子變形和焊縫開裂現象。在檢修中，將該項目作為反措項目執行，以確認在線水沖洗是否對空預器安全運行可能造成的影響。由于空預器蓄熱元件運行溫度在300～350℃，沖洗水與蓄熱元件溫差較大，對蓄熱元件壽命會有一定的影響。因此，從保護設備安全和提高綜合經濟效益的角度看，應從脫硝系統流場優化、噴氨調平以及保證催化劑性能等方面減少硫酸氫氨的生成，從空預器蓄熱元件高度、波形、吹灰投入等方面減少硫酸氫氨的沉積，減少在線沖洗水次數。

［1］謝堅勇.回轉式空氣預熱器堵灰原因分析及其預防措施［J］.熱力發電，2007（06）：55-57.

［2］邢希東.回轉式空氣預熱器吹灰系統及改進經驗介紹［J］.鍋爐技術，2008（02）.