關于空預器防堵灰技術改造的探究

楊上

摘要：隨著環保要求的日益嚴格，電廠鍋爐通常進行脫硝系統改造來控制NOx排放，導致空氣預熱器普遍存在堵灰現象，嚴重影響機組運行經濟性和安全性。為了解決該實際問題，本文就針對空預器防堵灰技術改造進行了探討。

關鍵詞：空預器;防堵灰;技術改造

空氣預熱器堵灰問題成為燃煤電廠的共性問題。空氣預熱器堵灰導致三大風機電耗顯著上升，其換熱效率也顯著下降，排煙溫度隨之上升，鍋爐效率下降;當出現嚴重堵灰問題時，還可能造成三大風機失速或喘振、爐膛負壓波動、機組限負荷甚至被迫停機等惡劣影響。因此，提升當前空氣預熱器防堵灰的能力，對燃煤機組的安全、經濟與環保運行都相當重要。

1空預防堵灰改造方案

在二次風側冷端單獨建立防堵灰分倉，引入熱一次風，建立局部高溫、高流速區域，通過高溫熱解、飛灰磨蝕、加速剝離等作用，實時清除蓄熱元件表面的酸液（H2SO4液滴和液態NH4HSO4）和積灰，保證蓄熱元件的持續清潔;改造后暖風器系統可以停用，從而降低排煙溫度;延長蓄熱元件壽命，減少維護工作量;允許更高的氨逃逸率，延長脫硝催化劑的更換周期;提供進一步降低排煙溫度的空間，通過增加蓄熱元件面積或采用更高效的板型，降低排煙損失，顯著提高鍋爐效率。

本工程改造方案設計見圖1。圖1顯示，改造時把熱一次風直接引至二次風冷端，在二次風分倉冷端增加小分倉（即防堵灰分倉），且與一次風分倉相鄰。熱一次風從二次風冷端由下而上獨立流經蓄熱元件，通過高溫氣化酸液和增強氣體攜帶作用，清除蓄熱元件積灰。

由于該防堵灰技術方案要采用部分熱一次風，故改造時應充分考慮一次風機的風量裕量。為提高防堵灰改造后一次風機的風量裕量，減小熱端三角漏風區域面積，本次改造把熱端徑向傳統剛性密封片改造為間隙自補償密封片，具體結構特征及安裝方式如圖2所示。間隙自補償密封片安裝在轉子熱端徑向隔板上，沿徑向不分段，呈一整體長條結構，其靠近轉子中心筒的一端通過螺栓連接固定并焊接加固，其余螺栓組件均裝夾蝶形墊片以保證處于非擰緊狀態，即密封片呈懸臂結構;此外，間隙自補償密封片采用不同膨脹系數的雙金屬片復合設計，熱態時密封片產生內應力，懸臂剛性顯著增強，從而保證密封片不跟隨轉子隔板向下變形。為進一步降低空氣預熱器漏風率，本次改造還需要把軸向及冷端徑向密封片改造為蛇形彈性密封片（軟密封的一種具體結構形式）。蛇形彈性密封片整體采用雙層不銹鋼片制作，其是在綜合考慮了傳統剛性密封片接縫漏風、不易固定牢靠、易腐蝕、結構強度低等缺陷基礎上進行優化設計的，比傳統剛性密封片的可靠性更高，且允許安裝預留更小的冷態間隙，通過適當的磨合減小空氣預熱器漏風間隙。

2空預器防堵灰系統投運

2.1防堵灰系統投運前的檢查和準備

檢查防堵灰系統檢修工作結束，現場清潔，無雜物，臨時安全措施均已拆除，工作票終結;檢查防堵灰系統管道保溫完好，無損壞、無開裂現象;爐前防堵灰系統各調節門、截止門及儀表相關電源投入;各關斷閥、調節閥經校驗合格，開關靈活，無卡澀、無泄漏現象;防堵灰系統所有閥門（即熱一次風隔絕門、冷二次風隔絕門、防堵灰調節門）均處于關閉狀態;各壓力表、溫度表、流量計經校驗合格后投入;檢查一次風機、引風機、送風機、空預運行正常;機組負荷大于50%。

2.2空預器防堵灰系統的投運

機組啟動后，負荷達到50%以上，協調投入，DCS畫面及就地檢查防堵灰系統所有擋板門（即熱一次風隔絕門、冷二次風隔絕門、防堵灰調節門）均處于關閉狀態;開啟熱一次風隔絕門，就地檢查在全開位;緩慢開啟防堵灰調節門，直至防堵灰風流量達到設定流量33t/h;檢查一次風機入口導葉開度不大于95%，出力仍有裕度;如果排煙氧量過大可適當減小送風機出力;防堵灰調節門投入自動，DCS根據所測流量自動控制調節門開度維持設定流量，該設定數據可調，上下可偏置。

2.3防堵灰系統運行中的檢查

畫面檢查熱一次風隔絕門、冷二次風隔絕門、防堵灰調節門狀態正確;嚴禁熱一次風隔絕門與冷二次風隔絕門同時打開，防止熱一次風直接竄入冷二次風道內;防堵灰系統投運過程中，一次風首先要保證制粉系統的正常運行，維持負荷相對應的一次風壓，如果發現一次風機入口導葉開度達到85%，檢查防堵灰調節門自動關小，否則手動關小。

2.4防堵灰系統的停運

1）達到以下條件停運防堵灰系統。機組準備停運;一次風壓無法滿足帶負荷需要，一次風機入口導葉開度達到85%;空預煙氣側差壓達到設計值或穩定在一個較好范圍之內時;機組發生MFT;風煙系統單側運行時;一次風機單側運行時。

2）機組正常運行中停運防堵灰系統時，需要將冷二次風隔絕門打開，將冷二次風通入防堵灰分倉。操作步驟如下：逐漸關閉防堵灰調節門，觀察一次風壓穩定，沒有快速升高;檢查煙氣氧量是否降低，如偏小則增大送風機出力;關閉熱一次風隔絕門，就地檢查關閉到位;打開冷二次風隔絕門，就地檢查開到位;緩慢全開防堵灰調節門。

3）機組停運及輔機運行方式異常時，需要先將防堵灰系統所有擋板門（即熱一次風隔絕門、冷二次風隔絕門、防堵灰調節門）關閉。為防止防堵灰分倉內積灰并有效利用蓄熱元件的換熱能力，需要再根據故障情況調整擋板門狀態。

3空預器防堵灰改造后效果

根據改造前運行數據統計，在機組300MW負荷時，2臺空預器煙氣差壓約2.8kPa，進行空預器防堵灰改造后現場實際同樣負荷下空預器煙氣差壓基本維持在1.5kPa左右，空預器差壓明顯降低，有效降低空預器煙氣阻力，同時減少引風機電耗，降低排煙溫度，提高了鍋爐效率，取得了良好的經濟效益。

參考文獻：

[1]羅金龍.300MWCFB鍋爐空預器密封改造及節能分析[J].東北電力技術.2015（02）.

[2]呂太，翟博.回轉式空氣預熱器徑向密封數值分析及監測[J].熱力發電.2014（11）.

（作者單位：國家能源集團國電承德熱電有限公司）