一種基于300MW燃煤鍋爐空預器在線水沖洗方法

華能鶴崗發電有限公司 黑龍江 鶴崗 154109

一、空預器蓄熱元件堵塞機理

華能鶴崗發電有限公司(以下簡稱鶴崗電廠)于2013年及2014年完成了對一期兩臺300 MW燃煤機組的脫硝改造,改造之后空預器便存在不同程度的堵塞情況。通過分析,發現在煙氣脫硝的同時,催化劑也可使部分煙氣中SO2氧化產生SO3,SO3與SCR過程中未反應的氨(逸出氨)反應生成硫酸氫銨(NH4HSO4),硫酸氫銨具有一定的粘性及腐蝕性,會對空預器蓄熱元件造成堵塞及腐蝕。具體形成化學式如下:

NH4HSO4在通常位于常規設計預熱器的中間溫度部分的下部和冷端的上部的150～230℃的溫度下開始冷凝,以在傳熱元件的表面上形成附加的吸附層。通常2～3月,大量的灰分被吸附,導致傳熱元件的內部流動路徑被堵塞,特別是在常規預熱器的熱段與中間層之間的區域之間。[1]

二、空預器在線水沖洗方法思路形成

鶴崗電廠＃2機組空預器為兩分倉圍帶回轉式空預器。在運行期間通過對主電機電流監視,發現其電流逐漸上升并伴隨波動。通過打開人孔門對空氣側進行觀察,肉眼可見蓄熱元件上有積灰存留。通過不間斷投入弱爆吹灰系統,效果并不明顯。如若再任其發展下去,電流超過保護值則會造成空預器電機跳閘,會直接導致設備損壞及機組非計劃停運。

當時正值機組負荷率較大時期,無法停運機組對空預器進行離線清洗,為避免設備損壞及機組非計劃停運,鶴崗電廠鍋爐專業組通過分析,結合其他電廠600 MW機組空預器在線水沖洗蓄熱元件的方法決定對此空預器進行在線水沖洗。

三、空預器在線水沖洗方法

1．水沖洗系統構成。沖洗水源取自沖洗水系統,鶴崗電廠沖洗水系統壓力為0．8 MPa左右,該壓力偏低,無法有效清除NH4HSO4。故采用升壓泵加壓方式對給水進行加壓。具體流程如圖所示。綜合考慮沖洗水流量計壓力,管路采用φ25無縫管,噴嘴采用φ20無縫管制成。

考慮到沖洗水壓力過小不能有效清理結垢,壓力過大會將蓄熱元件片沖倒,影響蓄熱元件換熱效果,經過多次調整升壓泵出口再循環門調整出口壓力,發現水壓為3 MPa時效果最好。

2．水沖洗方式。將槍管及噴嘴順著空氣側人孔門沿徑向方向深入空預器中,令沖洗水垂直向下沖洗蓄熱元件。沖洗時將噴嘴固定好后打開升壓泵出入口門,啟動升壓泵,調節升壓泵出口壓力為3 MPa,利用空預器自轉均勻沖洗當前噴嘴半徑下的蓄熱元件。當空預器自轉兩周后,向內深入一定長度的噴嘴,再沖洗下一半徑下的蓄熱元件,如此反復。沖洗結束后停止升壓泵運行,關閉相應出入口門后,將槍管抽出。

四、水沖洗注意事項

1．水沖洗之前務必要和運行值班人員溝通好,一是讓運行人員略微提升爐膛負壓,防止燃燒擾動造成爐膛微正壓時熱風噴出傷害到工作人員。二是水沖洗勢必會降低機組排煙溫度,為不影響機組正常運行,避免排煙溫度過低所造成的冷端腐蝕及其他影響,故應在機組70%以上負荷率時進行水沖洗,且密切關注排煙溫度,一旦排煙溫度低于100℃時,立刻停止水沖洗。

2．為防止噴嘴燒損,噴嘴及連接槍管均為無縫管,導熱性能佳,因此在調整噴嘴位置時,要采取足夠的防燙傷措施。

3．為防止噴嘴及連接管路脫落至蓄熱元件表層從而在扇形板處卡澀,故噴嘴及連接槍管要焊接牢固,且噴嘴要距離軸向密封片50mm以上距離。

4．為防止沖洗水流經蓄熱元件后進入尾部煙道或者隨蓄熱元件轉至空氣側流至送風機出口風道,在沖洗時要打開空預器煙氣側冷端排水門及對應送風機出口風道低點排水門,并在沖洗過程中全程監督排水是否正常。

5．水沖洗過程中,相關區域要設置警戒圍欄,防止無關人員進入施工現場受到傷害。[2]

6．在沖洗結束后,關閉好空預器人孔門。

五、經濟效益

鶴崗電廠經過多次沖洗,空預器電流逐漸下降趨于平穩,煙氣側出入口壓差降低,運行情況逐漸好轉,進而致使風機運行情況變佳,機組能夠正常帶負荷。

雖然在線水沖洗步驟較為繁瑣且安全注意事項較多,沖洗效果也不及離線清洗效果佳,但能夠保證設備正常運行,機組不停機,這便創造出巨大的經濟效益。

六、結束語

空預器在線水沖洗效果顯著,煙氣側差壓明顯降低,空預器電流逐漸降低至平穩,不但提高了機組帶負荷能力,也可以減少停爐次數,改善設備的工作環境,提高了設備的使用壽命。[3]可以按照現有方法對300MW空預器進行在線水沖洗,并將此方法延伸至600MW機組的空預器在線清洗中。