排煙溫度對空氣預熱器壓差影響的試驗

張國濱

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊　261401)

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排煙溫度對空氣預熱器壓差影響的試驗

張國濱

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊261401)

針對氨逃逸率大的問題，華電濰坊發(fā)電有限公司降低了#1鍋爐A送風機出力，減少了A空氣預熱器換熱，將A空氣預熱器排煙溫度提高至200 ℃以上，使積聚的NH4HSO4由固態(tài)轉化為液態(tài)和氣態(tài)，通過煙氣將液態(tài)和氣態(tài)的NH4HSO4帶至下游，起到降低空氣預熱器壓差的作用。通過試驗可知，該方法理論上可行，同時還提出了提高排煙溫度以降低空氣預熱器壓差的方法。

硫酸氫銨；空氣預熱器；壓差；堵塞；排煙溫度

1　設備情況簡介

華電濰坊發(fā)電有限公司(以下簡稱濰坊發(fā)電公司)#1鍋爐是東方鍋爐股份有限公司設計制造的亞臨界自然循環(huán)汽包爐，配備中間儲倉式制粉系統(tǒng)，利用乏氣送粉。采用四角切圓燃燒，燃用高揮發(fā)分煙煤。鍋爐型號為DG1025/18.2-Ⅱ4。共設2臺美國CE公司制造的容克式兩分倉回轉式空氣預熱器(以下簡稱空預器)，其參數見表1。

表1　空預器參數

2　試驗目的及可行性

隨著國家環(huán)保要求的不斷提高，通過安裝脫硝裝置實現NOx排放質量濃度達標的燃煤電廠越來越多。利用氨氣作為還原劑的脫硝方式，運行中氨氣不能完全被反應，部分氨氣必然發(fā)生逃逸，特別是實行NOx超低排放政策以來，氨逃逸率越來越大。逃逸的氨氣與煙氣中的SO3和水蒸氣結合生成NH4HSO4，液態(tài)的NH4HSO4具有很強的黏性，能夠捕捉煙氣中的飛灰顆粒。當溫度低于147 ℃時，NH4HSO4形成較硬的固態(tài)結合物，附著在空預器低溫段蓄熱元件上，堵塞空預器，影響脫硝機組的安全、經濟運行。

2016年2月20日，由于堵塞，濰坊發(fā)電公司#1鍋爐空預器壓差逐漸升高，負荷300 MW(帶供熱工況下)時空預器壓差達到5 kPa?？疹A器嚴重堵塞對機組升負荷造成了一定困難，同時也對鍋爐經濟、安全運行帶來極大隱患。

NH4HSO4的氣化溫度為207 ℃左右，固化溫度為147 ℃，其在不同溫度下的物理特性如圖1所示。當溫度升高至147 ℃以上時，積聚的NH4HSO4由固態(tài)向液態(tài)和氣態(tài)轉化，氣態(tài)或液態(tài)NH4HSO4易被煙氣流帶走，從而使空預器堵塞減輕，降低壓差。空預器蓄熱片為普通碳鋼，變形溫度為420 ℃，表面噴涂陶瓷的冷端蓄熱元件爆瓷溫度在300 ℃以上，因此，升溫至210 ℃對蓄熱片影響不大，理論上通過提高排煙溫度來降低空預器壓差的方法是可行的。

圖1　NH4HSO4在不同溫度下的物理特性

3　單側空預器提高排煙溫度試驗的危險點

(1)空預器升溫后整體膨脹變形，升溫速率應控制盡量小，防止發(fā)生動靜摩擦，造成空預器卡澀跳閘，以空預器電流波動情況結合就地摩擦聲為監(jiān)視依據。

(2)采用袋式除塵器的機組，在試驗時應走旁路。

(3)調整風機出力時應緩慢進行，防止爐膛負壓大幅波動。濰坊發(fā)電公司送風機為離心風機，利用變頻器控制轉速。若采用軸流式風機，在降低單側風機出力時應做好風機失速搶風時的穩(wěn)燃措施。

(4)為防止單側送風機停運后發(fā)生倒風，送風機盡量不停運，關閉出、入口擋板保持運轉，出、入口擋板關閉期間加強對送風機溫度、振動的監(jiān)視。

(5)注意監(jiān)視吸收塔入口煙溫和電除塵器參數，單側排煙溫度升高，但另一側溫度較低，整體不會造成吸收塔入口煙溫升高過多。

(6)空預器冷端吹灰器保持連續(xù)運行，著火不好或飛灰含碳量較高的機組，盡量不進行試驗，試驗期間避免投油，防止油煤混燒造成尾部二次燃燒。

(7)試驗時負荷降至55%額定負荷，若氧質量分數小于3%應繼續(xù)降低負荷，防止B側送風機過負荷。

(8)試驗前粉倉保持高粉位，保留2臺磨煤機運行，避免低負荷低粉位影響燃燒，減少不必要的操作。

4　A側空預器提高排煙溫度試驗方案

2016年3月18日，進行降低#1鍋爐A空預器壓差試驗，方案如下。

(1)試驗前確保吸收塔入口噴淋泵工作正常。

(2)機組負荷在55%額定負荷左右時，停運#1鍋爐空預器密封裝置。

(3)關閉送風機出口聯(lián)絡擋板。

(4)A送風機變頻方式運行，轉速降至最低后通過關小A送風機入口擋板調整風機出力，同時緩慢增大B送風機出力，控制A側排煙溫升率在0.5 ℃/min,最大不超過1 ℃/min，排煙溫度目標值為210 ℃。

(5)若排煙溫度達不到目標值，繼續(xù)關閉A送風機入口擋板，直至全部關閉。穩(wěn)定運行1 h，記錄排煙溫度等參數。

(6)若排煙溫度仍達不到目標值，關閉A送風機出口擋板，關閉過程中派專人觀察A送風機的運行情況，出現風機振動大等異常情況則終止試驗，恢復正常運行。

(7)若排煙溫度超過210 ℃，手動開大A送風機入口擋板增加通風量，配合省煤器旁路擋板進行調整。

(8)若試驗中空預器電流擺動至額定值或有明顯摩擦聲，則終止試驗。

5　試驗過程

2016-03-18 T 00：10：00，#1機組負荷降至180 MW，A側空預器壓差2.50 kPa，A空預器電流12 A。解除送風機跳閘聯(lián)跳引風機保護，關閉A，B送風機聯(lián)絡擋板，逐漸降低A送風機變頻器轉速至最低轉速，通過關小A送風機入口調節(jié)閥的方式控制A側排煙溫升率在0.5 ℃/min左右。01:30：00，關閉A送風機出口擋板。01:50：00，A側排煙溫度升高至200 ℃，A空預器電流波動至15 A左右，A空預器減速機振動明顯增大，03:10：00，試驗結束。整個試驗過程歷時3 h，A側排煙溫度最高升至206 ℃，穩(wěn)定在200 ℃以上時間約80 min，試驗結束后，A側空預器壓差降至2.35 kPa，壓降約0.15 kPa。

6　試驗結論

本次試驗，A空預器壓差降低未達到預期效果，原因主要有2點：一是A空預器排煙目標溫度維持時間不夠，因提高排煙溫度后A空預器減速機振動增大，為防止A空預器跳閘，A空預器排煙溫度200 ℃以上時間僅維持了80 min，積聚的NH4HSO4未能被充分加熱氣化揮發(fā)；二是A空預器堵塞嚴重，部分蓄熱元件被完全堵死，煙氣不流通。

空預器堵塞的原因是多方面的，利用提高排煙溫度降低空預器差壓的方式只適用于NH4HSO4造成輕微堵塞的初期階段。

2016年4月3日，拆出A空預器蓄熱元件后發(fā)現多數冷段蓄熱元件已被完全堵塞，通過抽樣化驗，堵塞物質主要成分為NH4HSO4結合物。

7　結束語

華潤電力曹妃甸電廠進行過類似試驗，空預器壓差明顯降低，說明利用提高排煙溫度使NH4HSO4氣化揮發(fā)以降低空預器壓差的方式是可行的，主要適用于NH4HSO4造成空預器堵塞的初期階段，且在空預器壓差小于2.50 kPa時效果較好。空預器堵塞嚴重時,因部分完全堵塞的蓄熱元件幾乎無煙氣流動，采用該方法需對蓄熱元件長時間加熱，不僅損失機組電量，而且會加劇另一側空預器低溫腐蝕和堵塞，引起風機失速，影響機組安全，因此意義不大。

推薦另一種提高排煙溫度以降低空預器壓差的操作方法：通過就地手動緩慢關閉試驗側空預器出口二次風擋板，降低本側送風量，從而達到提高排煙溫度的目的，操作更簡易，軸流風機也不易失速，對燃燒影響較小。

(本文責編：弋洋)

2016-04-11；

2016-06-19

TM 621.2

B

1674-1951(2016)07-0058-02

張國濱(1979—)，男，山東壽光人，高級技師，從事集控運行方面的工作(E-mail:418288857@qq.com)。