脫硝改造后的空預(yù)器在線沖洗方案及效果分析

王登香

(大唐淮南洛河發(fā)電廠，安徽 淮南 232008)

脫硝改造后的空預(yù)器在線沖洗方案及效果分析

王登香

(大唐淮南洛河發(fā)電廠，安徽 淮南 232008)

介紹了某發(fā)電廠3期鍋爐脫硝改造后煙風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)產(chǎn)生周期性晃動故障，指出故障是由空預(yù)器通流面堵塞引起的，提出了一種不停機的空預(yù)器在線沖洗方案。沖洗結(jié)果表明該在線沖洗方案效果良好。

空預(yù)器；堵塞；在線沖洗

1 概述

某發(fā)電廠6號爐采用的上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的600 MW超臨界壓力直流鍋爐，是在消化吸收Alstom-Power Inc．USA公司超臨界鍋爐設(shè)計制造技術(shù)的基礎(chǔ)上研制的。該鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐，采用單爐膛四角切圓燃燒方式，是一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)、露天布置、Π型燃煤鍋爐，型號為SG-1918/25.4-M969。原空氣預(yù)熱器采用上海鍋爐廠空氣預(yù)熱器公司生產(chǎn)的容克式三分倉空氣預(yù)熱器，型號為2-32VI(T)-2185 SMRC。

2011年9-11月，6號機組進行商運后的首次大修，完成了脫硝技術(shù)改造工程，同時也完成了空氣預(yù)熱器傳熱元件的改造工作，全部更換了冷、熱端傳熱元件，將冷段換成鍍搪瓷換熱元件，中溫端部分保持不變。

2 空預(yù)器堵塞及原因分析

2014年，6號爐風(fēng)煙系統(tǒng)在機組正常運行過程中出現(xiàn)異常，煙氣側(cè)壓差、爐膛負(fù)壓及一次風(fēng)壓發(fā)生周期性晃動。機組負(fù)荷在570 MW時，6 A空預(yù)器煙氣側(cè)壓差達(dá)3.0 kPa，6 B空預(yù)器煙氣側(cè)壓差達(dá)4.1 kPa(額定負(fù)荷煙氣側(cè)壓差應(yīng)為1.2 kPa)，熱一次風(fēng)壓晃動為3.0 kPa(正?；蝿訛?.2 kPa)，爐膛負(fù)壓晃動幅度為600 Pa。由于空預(yù)器通流部分差壓增大，造成引風(fēng)機出力嚴(yán)重不足，多次發(fā)生引風(fēng)機搶風(fēng)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機組安全運行及帶負(fù)荷能力(機組額定負(fù)荷630 MW，目前最高值530 MW)。根據(jù)上述現(xiàn)象進行分析，判斷6號爐A、B空預(yù)器發(fā)生不均勻性堵塞。

造成空預(yù)器通流部分堵塞的原因如下。

(1) 6號爐內(nèi)脫硝噴氨格柵管道發(fā)生泄漏。3期脫硝工程技術(shù)改造時，爐內(nèi)噴氨格柵管道未做防磨處理，由于磨損造成管道泄漏，導(dǎo)致煙氣與空氣混合不良，SCR出口氨逃逸增大并在空預(yù)器冷端生成硫酸氫銨，煙氣中的灰粘附在硫酸氫銨上，堵塞了空預(yù)器通流部分，致使空預(yù)器阻力增加。

(2) 脫硝系統(tǒng)催化劑活性下降。自2011年12月投運以來，6號爐脫硝系統(tǒng)已運行21 000 h，其催化劑設(shè)計使用壽命為25 000 h(或3年)。隨著脫硝系統(tǒng)催化劑使用年限的增加，催化劑活性下降，造成氨逃逸增加，在空預(yù)器冷端生成硫酸氫氨。由于硫酸氫氨粘性較大，煙氣中的灰塵粘附在其上面，導(dǎo)致空預(yù)器堵塞。

(3) 吹灰效果不良。5、6號爐脫硝系統(tǒng)催化劑吹灰裝置采用聲波吹灰器，聲波吹灰器以壓縮空氣為介質(zhì)，使煙氣中的灰塵激振，避免煙氣中的灰塵附著在催化劑上。倘若灰塵沉積在催化劑上，將大大降低聲波吹灰器作用，導(dǎo)致催化劑活性作用降低，使氨氣與煙氣中的氮氧化合物反應(yīng)減弱，造成氨逃逸增大，在空預(yù)器冷端產(chǎn)生硫酸氫銨，堵塞空預(yù)器。

鑒于此情況，必須停爐對空預(yù)器換熱元件進行沖洗，清除污垢。但停機處理耗時較長(至少10天)，對電廠的經(jīng)濟性影響較大。通過查找資料、分析和研究，現(xiàn)提出不停機的空預(yù)器在線沖洗方案。

3 沖洗目標(biāo)

采用進口的超高壓清洗設(shè)備，清洗噴頭為直噴、前沖式，使用壓力為200～800 kg/cm2，流量為50～90 L/min。沖洗車垂直往上仰洗，將冷端、中溫端的污垢清除、疏通，少量堵塞的灰垢經(jīng)高壓水沖洗后隨排水管流出，大量沖洗水汽化后隨煙氣排出，從而疏通冷端、中溫端段，清除預(yù)熱器內(nèi)板間夾雜的污垢，達(dá)到清洗目標(biāo)。通過在線沖洗，確保沖洗最低目標(biāo)為：在機組額定負(fù)荷下，6號爐空預(yù)器煙氣側(cè)壓差不大于2.0 kPa，熱一次風(fēng)壓晃動不大于1.0 kPa。

4 沖洗前的準(zhǔn)備工作

(1) 由專業(yè)沖洗施工隊伍技術(shù)負(fù)責(zé)人及鍋爐分場、運行二分場、設(shè)備負(fù)責(zé)人共同確認(rèn)空預(yù)器冷端沖洗設(shè)備的開孔位置及沖洗水排水位置。

(2) 在現(xiàn)場按沖洗設(shè)備所需，搭設(shè)符合要求的鋼制腳手架操作平臺。

(3) 鍋爐分場根據(jù)沖洗車架設(shè)的位置，對空預(yù)器煙氣側(cè)出口底部煙道下方的清洗放水手動閥及管道進行疏通，便于排放少量的沖洗水。

(4) 沖洗單位將軌道、沖洗車放到?jīng)_洗操作平臺上，打開空預(yù)器煙氣側(cè)切口，將軌道推入空預(yù)器本體5.4 m處。軌道到位后，外部用槽鋼將軌道焊接固定在鋼梁上。軌道安裝后，將高壓水槍及拉桿固定在軌道中的沖洗車上。

(5) 沖洗前停止空預(yù)器本體和煙道吹灰12 h，保證其較高的排煙溫度，保持沖洗側(cè)空預(yù)器排煙溫度超過100 ℃，穩(wěn)定機組負(fù)荷在400 MW以上。

5 沖洗過程

制定詳細(xì)的空預(yù)器在線沖洗運行措施，待條件具備后通知沖洗單位對其進行不停機在線沖洗。

5.1 6 B空預(yù)器沖洗過程

2014-04-19T21:00，對6 B空預(yù)器進行試沖洗，首次試沖洗壓力20 MPa，沖洗2 h后，所有參數(shù)正常；將沖洗壓力調(diào)至25 MPa，進行連續(xù)沖洗。至2014-04-20T20:00，第1遍沖洗結(jié)束。沖洗后風(fēng)煙系統(tǒng)參數(shù)如下：機組負(fù)荷540 MW時，6 B空預(yù)器進、出口最大壓差2.3 kPa，最小壓差1.8 kPa；6 B熱一次風(fēng)壓最大晃動1.1 kPa，最小晃動0.8 kPa。

2014-04-20T20:00，對6 B空預(yù)器進行第2遍沖洗，沖洗壓力為30 MPa，進行連續(xù)沖洗。至2014-04-23T03:00，第2遍沖洗結(jié)束。沖洗后風(fēng)煙系統(tǒng)參數(shù)為：機組負(fù)荷540 MW時，6 B空預(yù)器進、出口最大壓差1.8 kPa，最小壓差1.5 kPa；6 B熱一次風(fēng)壓最大晃動0.7 kPa，最小晃動0.5 kPa。

2014-04-23T03:00開始對6 B空預(yù)器進行第3遍沖洗，沖洗壓力為30 MPa。至2014-04-24T05:00，第3遍沖洗結(jié)束。沖洗后風(fēng)煙系統(tǒng)參數(shù)為：機組負(fù)荷560 MW時，6 B空預(yù)器進、出口最大壓差1.7 kPa，最小壓差1.5 kPa；6 B熱一次風(fēng)壓最大晃動0.7 kPa，最小晃動0.5 kPa。

5.2 6 A空預(yù)器沖洗過程

2014-04-24T11:30，開始對6 A空預(yù)器進行試沖洗，首次試沖洗壓力為20 MPa，沖洗2 h后，所有參數(shù)正常；將沖洗壓力調(diào)至25MPa，進行連續(xù)沖洗。至2014-04-26T07:00，第1遍沖洗結(jié)束。沖洗后風(fēng)煙系統(tǒng)參數(shù)為：機組負(fù)荷570 MW時，6 A空預(yù)器進、出口最大壓差1.4 kPa，最小壓差1.3 kPa；6 A熱一次風(fēng)壓最大晃動0.6 kPa，最小晃動0.4 kPa。

2014-04-26T07:00，開始對6 A空預(yù)器進行第2遍沖洗，沖洗壓力為27 MPa，進行連續(xù)沖洗。至2014-04-27T19:00，第2遍沖洗結(jié)束。沖洗后風(fēng)煙系統(tǒng)參數(shù)為：機組負(fù)荷540 MW時，6 A空預(yù)器進、出口最大壓差1.3 kPa，最小壓差1.2 kPa；6 A熱一次風(fēng)壓最大晃動0.6 kPa，最小晃動0.5 kPa。

2014-04-27T19:00，開始對6 A空預(yù)器進行第3遍沖洗，沖洗壓力為30 MPa，進行連續(xù)沖洗。至2014-04-29T07:00，第3遍沖洗結(jié)束。沖洗后風(fēng)煙系統(tǒng)參數(shù)為：機組負(fù)荷540 MW時，6 A空預(yù)器進、出口最大壓差1.3 kPa，最小壓差1.2 kPa；6 A熱一次風(fēng)壓最大晃動0.6 kPa，最小晃動0.5 kPa。

6 結(jié)束語

通過對6號爐A、B空預(yù)器進行不停機在線沖洗，機組帶負(fù)荷能力得到明顯提升。2014-04-28，機組負(fù)荷升至600 MW，煙氣側(cè)壓差1.4 kPa，熱一次風(fēng)壓波動0.6 kPa，爐膛負(fù)壓晃動約100 Pa；同時6號爐引風(fēng)機、送風(fēng)機及一次風(fēng)機電耗也明顯降低，避免了一次機組非計劃停運消缺，為電廠贏得了巨大的經(jīng)濟效益，也為機組的安全經(jīng)濟運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2014-11-17。

王登香(1974-)，男，工程師，主要從事火電廠運行管理工作，email:wangdengxiang3685@163.com。