空預(yù)器在線沖洗技術(shù)應(yīng)用實踐與分析

劉恩生

（華電國際技術(shù)服務(wù)中心，山東 濟(jì)南 250014）

某發(fā)電廠鍋爐型號為WGZ1112/17.5-3，系武漢鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界自然循環(huán)汽包爐，單爐膛、前后墻對沖燃燒、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)∏型布置。每臺鍋爐配備兩臺50%BMCR容量的回轉(zhuǎn)式三分倉空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱器主軸垂直布置，煙氣和空氣以逆流方式換熱，主要由轉(zhuǎn)子、蓄熱元件、密封系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、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(shù)路線，采用選擇性催化還原（SCR）技術(shù)，催化劑采用模塊化設(shè)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(yù)器壓差情況

脫硝系統(tǒng)投運(yùn)后，該機(jī)組兩側(cè)空預(yù)器差壓緩慢上升，2個月內(nèi)達(dá)到設(shè)計值1.5倍以上。爐膛負(fù)壓發(fā)生脈動，最大達(dá)到±300 Pa；空預(yù)器漏風(fēng)量增大，兩側(cè)排煙溫度均有不同程度的增加，鍋爐排煙損失增加；送引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)電流增加，風(fēng)機(jī)電耗明顯增加，高負(fù)荷時甚至引起了引風(fēng)機(jī)失速，已經(jīng)嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。差壓上升是由于空預(yù)器蓄熱元件積灰結(jié)垢堵塞造成的?；痣姍C(jī)組進(jìn)行環(huán)保改造增設(shè)SCR脫硝裝置后，空預(yù)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(yīng)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(yù)器的中低溫?fù)Q熱面，黏附煙氣中的飛灰，空預(yù)器堵塞問題普遍惡化，空預(yù)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(yù)器沖洗方式及利弊

空預(yù)器沖洗目前可采取停運(yùn)后清洗、半邊隔離清洗及在線高壓水清洗三種方式。停運(yùn)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(cè)隔離清洗影響機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷、單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時間長，風(fēng)險大；清洗終點難以判斷；一般電廠空預(yù)器出口無煙氣擋板，系統(tǒng)無法隔離，施工困難。在線高壓水清洗不需要停機(jī)及系統(tǒng)隔離，操作簡單，容易實現(xiàn)，清洗終點容易判斷。但操作不當(dāng)可能造成排煙溫度降低，有低溫酸腐蝕風(fēng)險；傳熱元件溫差變化對空預(yù)器變形、裂紋等的負(fù)面影響尚無明確結(jié)論。

圖1 硫酸氫銨生成、沉積示意圖

3 空預(yù)器在線沖洗實踐

3.1 沖洗前的準(zhǔn)備工作

高壓水泵額定壓力為50 MPa，噴頭為前沖式，噴嘴數(shù)量1個，噴嘴直徑為1.2 mm。沖洗水的水源取自工業(yè)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(shè)定為20 MPa，后期根據(jù)試驗將正式?jīng)_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(yīng)確認(rèn)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(shè)的開孔位置位于空預(yù)器煙氣側(cè)冷端，轉(zhuǎn)子從二次風(fēng)側(cè)轉(zhuǎn)入煙氣側(cè)的初始位置?？疹A(yù)器內(nèi)部安裝沖洗車軌道，沖洗車從空預(yù)器后側(cè)新開的沖洗門進(jìn)入。為了保證沖洗工作的安全，高壓清洗水槍距離空預(yù)器轉(zhuǎn)子保持500 mm，防止水槍與空預(yù)器轉(zhuǎn)子碰撞。臨時搭設(shè)的水沖洗平臺上架設(shè)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(yùn)動，防止槍頭忽高忽低，發(fā)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(cè)空預(yù)器沖洗前、沖洗進(jìn)行中，運(yùn)行、檢修人員應(yīng)做好檢查、特護(hù)工作，全面檢查各轉(zhuǎn)機(jī)運(yùn)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(zhì)差、設(shè)備發(fā)生故障、燃燒不穩(wěn)，則應(yīng)立即投油助燃；備用設(shè)備提前進(jìn)行切換試驗，消除影響運(yùn)行的缺陷，保證各系統(tǒng)運(yùn)行正常；機(jī)組負(fù)荷在90%BMCR負(fù)荷以上運(yùn)行；沖洗期間保證入爐煤煤質(zhì)穩(wěn)定，各系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，盡量多監(jiān)視少調(diào)整，減少對鍋爐的擾動；保持沖洗側(cè)送風(fēng)機(jī)壓力高于運(yùn)行側(cè)100 Pa。

在正式?jīng)_洗前進(jìn)行試沖洗，試沖洗壓力由低到高，在空預(yù)器冷端煙氣側(cè)入孔門檢查傳熱元件是否發(fā)生沖裂，偏斜和破損現(xiàn)象?？疹A(yù)器電流保持穩(wěn)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(zhuǎn)入正式?jīng)_洗，采用底部沖洗，采用先外后內(nèi)的順序，做到不漏洗、不重復(fù)洗。從轉(zhuǎn)子外環(huán)開始逐步向內(nèi)環(huán)移動。沖洗水槍每20 min移動一次，每次移動20 mm。在向轉(zhuǎn)子中心移動過程中，由于沖洗點處圓周方向轉(zhuǎn)子移動速度逐漸下降，適當(dāng)縮短沖洗持續(xù)時間，保證單臺空預(yù)器的沖洗時間控制在72 h以內(nèi)。

沖洗中觀察機(jī)組負(fù)荷在70%BMCR負(fù)荷時，從空預(yù)器下部窺視窗可以看到?jīng)_洗水痕跡，容易沾灰。機(jī)組負(fù)荷增加到90%BMCR負(fù)荷以上時，沖洗水痕跡蒸發(fā)消失。據(jù)此判斷，機(jī)組負(fù)荷相對較高時，煙溫、煙氣流速升高，水分蒸發(fā)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(shù)據(jù)分析和評價

在沖洗中、沖洗后，應(yīng)觀察空預(yù)器驅(qū)動電機(jī)電流、排煙溫度、煙道排污情況及除塵器運(yùn)行是否正常。觀察和記錄高壓水沖洗時間、壓力、空預(yù)器在沖洗前后機(jī)組負(fù)荷、煙氣和空氣側(cè)差壓、送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)電流、爐膛壓力、熱風(fēng)和排煙溫度等參數(shù)。對比機(jī)組相應(yīng)負(fù)荷下沖洗前、后的空預(yù)器煙氣側(cè)差壓，對空預(yù)器清洗效果進(jìn)行對比分析。經(jīng)過6 d的沖洗，空預(yù)器差壓在機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時空預(yù)器煙氣側(cè)1.6/1.9 kPa差壓降低為1.0/1.0 kPa。機(jī)組負(fù)荷為240 MW時，空預(yù)器煙氣側(cè)差壓降低為0.8/0.9 kPa，送風(fēng)機(jī)電流降低約5 A，引風(fēng)機(jī)電流降低20～30A，空預(yù)器在線沖洗達(dá)到了預(yù)期效果。

4 結(jié)束語

經(jīng)過在線水沖洗，達(dá)到了降低空預(yù)器壓差、風(fēng)機(jī)電流，提高機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性的目的。沖洗過程中未發(fā)生空預(yù)器的可能，由于沖洗水冷卻導(dǎo)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(yù)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(jīng)過充分論證、細(xì)心準(zhǔn)備和精心操作，空預(yù)器在線水沖洗是可行的，解決了空預(yù)器壓差大的問題。

在沖洗后的機(jī)組檢修計劃中，增加了對空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子徑向板和橫向板變形、轉(zhuǎn)子中心筒和倉格板焊縫的檢查項目，未發(fā)現(xiàn)因沖洗造成的轉(zhuǎn)子變形和焊縫開裂現(xiàn)象。在檢修中，將該項目作為反措項目執(zhí)行，以確認(rèn)在線水沖洗是否對空預(yù)器安全運(yùn)行可能造成的影響。由于空預(yù)器蓄熱元件運(yùn)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(hù)設(shè)備安全和提高綜合經(jīng)濟(jì)效益的角度看，應(yīng)從脫硝系統(tǒng)流場優(yōu)化、噴氨調(diào)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(yù)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(shù)。

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

［2］邢希東.回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器吹灰系統(tǒng)及改進(jìn)經(jīng)驗介紹［J］.鍋爐技術(shù)，2008（02）.