1000MW燃煤鍋爐空預(yù)器堵塞問題分析

陳笑

【摘 要】空預(yù)器的運(yùn)行狀況對(duì)鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重大影響?？疹A(yù)器的堵塞問題一直存在，特別是在加裝脫硝后，堵塞情況更加嚴(yán)重。因此，怎么有效減少空預(yù)器堵塞是各大火電機(jī)組積極探索的方向。

【關(guān)鍵字】燃煤鍋爐;空預(yù)器;堵塞

中圖分類號(hào)： TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）12-0179-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.087

【Abstract】The operation status of the air preheater has a great influence on the safety and economic operation of the boiler.The blockage problem of air preheater has always existed.The blockage situation is even more serious? after adding denitrification.Therefore，how to effectively reduce air preheater blockage is the direction of active exploration for major thermal power units.

【Key words】Ultra Supercritical Unit; Air Preheater; Blockage

0 前言

投運(yùn)脫硝后，國(guó)內(nèi)很多燃煤鍋爐出現(xiàn)了空預(yù)器差壓增大，甚至堵塞現(xiàn)象。我廠#3鍋爐空預(yù)器采用豪頓33.5VNT2000型三分倉式，空預(yù)器結(jié)構(gòu)為兩段式分為冷段和熱段1100+1100，冷段涂搪瓷。我廠2013年1月中下旬以來，#3鍋爐空預(yù)器出現(xiàn)逐漸堵塞的問題，空預(yù)器壓差明顯增大。鍋爐脫硝裝置投產(chǎn)后，首次在空預(yù)器發(fā)現(xiàn)主要成分為硫酸氫氨的黏稠狀物質(zhì)。

1 空預(yù)器堵塞的一般原因

1.1 燃燒煤種偏離設(shè)計(jì)值

煤種的硫份對(duì)空預(yù)器堵塞存在較大的影響。根據(jù)某廠經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)煤硫份長(zhǎng)時(shí)間>0.8%后，會(huì)緩慢導(dǎo)致空預(yù)器差壓增大。燃煤中硫份越高，硫氧化物含量越高。煙氣露點(diǎn)溫度受SO3濃度影響很大。SO3含量越高，煙氣露點(diǎn)升高越明顯。如果空預(yù)器的溫度低于煙氣露點(diǎn)，H2SO4蒸汽就會(huì)在空預(yù)器凝結(jié)。煙氣中的灰就會(huì)粘附在空預(yù)器的冷端處上，形成積灰和堵塞。另外，燃煤灰分過高，會(huì)使空預(yù)器結(jié)焦堵灰、磨損嚴(yán)重。

1.2 運(yùn)行調(diào)整不當(dāng)

鍋爐長(zhǎng)期負(fù)荷偏低，排煙溫度低，脫硝催化劑入口煙氣溫度偏低，氨逃逸大，硫酸氫氨生成量增大。機(jī)組升降負(fù)荷、啟停制粉系統(tǒng)時(shí)，煤粉未完全燃燒，容易造成空預(yù)器堵灰。鍋爐啟動(dòng)時(shí)，吹灰不夠，吹灰蒸汽溫度太低。另外，空預(yù)器用蒸汽吹灰時(shí)，疏水未排盡，使吹灰蒸汽帶水，從而造成飛灰粘附在空預(yù)器受熱面，導(dǎo)致空預(yù)器堵塞。

1.3 空預(yù)器吹灰系統(tǒng)故障或吹灰器安裝不良

吹灰器故障，導(dǎo)致無法投入空預(yù)器吹灰。吹灰減壓閥調(diào)節(jié)性能太差，使蒸汽帶水，一方面減弱吹灰效果，另一方面在高溫下，還會(huì)使空預(yù)器的積灰泥化板結(jié)，加重堵塞。鍋爐空預(yù)器吹灰進(jìn)汽閥故障，導(dǎo)致空預(yù)器漏入水蒸氣，堵塞加重。我廠#3鍋爐空預(yù)器冷端吹灰器噴口距離冷端換熱元件遠(yuǎn)，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，吹灰效果差，導(dǎo)致A空預(yù)器在粘灰初期無法及時(shí)吹掃干凈，逐漸發(fā)生堵塞。

1.4 SCR運(yùn)行影響

安裝SCR 脫硝系統(tǒng)后，脫硝噴氨的自動(dòng)調(diào)節(jié)性能差，會(huì)造成ammonium bisulfate（ABS）現(xiàn)象，加重空預(yù)器堵塞。SCR發(fā)生的副反應(yīng)： SO2+1/2O2->SO3; SO3+H2O->H2SO4; SO3+NH3++H2O->NH4HSO4; SO3+2NH3+H2O->（NH4）2SO4。液態(tài)的NH4HSO4是一種黏稠狀物質(zhì)，會(huì)吸附飛灰，加劇空預(yù)期堵塞。有效控制SO3和NH3濃度，就能抑制空預(yù)器堵塞。

我廠脫硝裝置氨逃逸測(cè)量不準(zhǔn)，導(dǎo)致氨逃逸率高：另外，在催化劑煙氣溫度已偏低的情況下，使用主汽對(duì)催化劑吹灰次數(shù)過多，造成氨逃逸更高，硫酸氫氨生成量增大，空預(yù)器逐漸堵塞。

2 空預(yù)器堵塞的現(xiàn)象及危害

2.1 空預(yù)器堵塞的現(xiàn)象

在運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)空預(yù)器煙氣壓差增大，一次風(fēng)壓、二次風(fēng)壓有規(guī)律的增大或者減小;一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)電流出現(xiàn)擺動(dòng)，這就說明空預(yù)器此時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

2.2 空預(yù)器堵塞的危害

空預(yù)器堵塞不僅影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，還影響鍋爐的安全運(yùn)行?？疹A(yù)器流動(dòng)阻力增大，會(huì)增大風(fēng)機(jī)電耗;熱一次風(fēng)壓、二次風(fēng)壓、周期性擺動(dòng)，會(huì)使風(fēng)機(jī)電流忽大忽小，容易引起送風(fēng)機(jī)喘振。還會(huì)加劇空預(yù)器低溫腐蝕，嚴(yán)重堵塞時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致鍋爐限負(fù)荷，甚至停爐檢修。

3 改善空預(yù)器堵塞的措施

3.1 控制入爐煤質(zhì)

在考慮機(jī)組安全性上應(yīng)適當(dāng)降低入爐煤質(zhì)的硫份，對(duì)緩解和控制空預(yù)器堵塞有較好的作用。另外，煤種的灰分對(duì)空預(yù)器堵塞也有較大的影響，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)限制。

3.2 優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整

盡量控制排煙溫度在合理范圍，略高于露點(diǎn)溫度。保證爐膛氧量滿足最低氧量要求，減少生產(chǎn)不完全燃燒產(chǎn)物，有效抑制空預(yù)器堵灰;同時(shí)，氧量不能太大，避免生成大量的SO3。煙氣中的硫份越多，生成的硫酸氫氨的量就會(huì)越大。加減負(fù)荷過程中，保持制粉系統(tǒng)在最佳的運(yùn)行方式;啟停制粉系統(tǒng)時(shí)，保持足夠的一次風(fēng)溫和出口溫度，增大煤粉細(xì)度，減少未完全燃燒，可以有效減小尾部空預(yù)器堵灰。

3.3 優(yōu)化空預(yù)器吹灰方式

機(jī)組啟、停時(shí)，機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，空預(yù)器進(jìn)行連續(xù)吹灰。每4-8小時(shí)，對(duì)空預(yù)器進(jìn)行吹灰，吹灰蒸汽壓力和溫度要適宜。每次吹灰前，吹灰疏水溫度要達(dá)到規(guī)定值，暖管時(shí)間充分，防止?jié)裾羝M(jìn)入空預(yù)器。如果發(fā)現(xiàn)空預(yù)器阻力增大，應(yīng)增加吹灰次數(shù)。運(yùn)行中，重點(diǎn)監(jiān)視空預(yù)器差壓，出現(xiàn)空預(yù)器差壓增大時(shí)，及時(shí)投入空預(yù)器連續(xù)吹灰。

3.4 加強(qiáng)吹灰系統(tǒng)的綜合治理

機(jī)組大小修期間及每次停爐后，對(duì)空預(yù)器吹灰器槍管和槍頭噴口進(jìn)行全面檢查，確保吹灰器裝置運(yùn)行正常。

3.5 嚴(yán)格控制氨逃逸

氨逃逸是產(chǎn)生ABS現(xiàn)象的主要根源。噴氨量大，脫硝率高，會(huì)造成氨逃逸率高，硫酸氫氨的生成量就越大。優(yōu)化調(diào)整噴氨調(diào)節(jié)性能，保證噴氨均勻性，催化劑活性下降時(shí)及時(shí)更換。SCR運(yùn)行過程中，在環(huán)保指標(biāo)不超規(guī)定值的情況下，盡量少噴氨，減小氨逃逸;發(fā)現(xiàn)噴氨調(diào)節(jié)不正常時(shí)及時(shí)切到手動(dòng)來調(diào)整。熱工人員定期對(duì)噴氨流量、氨逃逸率測(cè)點(diǎn)進(jìn)行校正。

3.6 減少脫硝入口NOX

一般控制NOX入口不大于450mg/m3，否則噴氨量較大對(duì)空預(yù)器差壓有一定影響。運(yùn)行中可以通過調(diào)整配風(fēng)、及時(shí)啟停制粉系統(tǒng)、減少爐膛送風(fēng)量等措施來減少NOX的生成，從而降低噴氨量，減小NH4HSO4的生成。合理的制粉系統(tǒng)的運(yùn)行方式，對(duì)降低脫硝入口 NOX有著明顯效果，特別是在低負(fù)荷時(shí)，制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式對(duì)脫硝入口 NOX有較大的影響，入口 NOX的減少，會(huì)大幅度降低噴氨量，減少和緩解空預(yù)器堵塞情況。

3.7 高壓水沖洗

加裝空預(yù)器清洗系統(tǒng)。當(dāng)空預(yù)器出現(xiàn)堵灰嚴(yán)重，煙氣側(cè)差壓變大時(shí)，及時(shí)安排進(jìn)行空預(yù)器清洗并徹底通風(fēng)干燥。潮州電廠調(diào)研結(jié)果表明，在線高壓水沖洗可以有效減小空預(yù)器堵塞。

空預(yù)器壓差達(dá)到2500pa以上時(shí)，潮州電廠采用過在線高壓水沖洗（空預(yù)器吹灰器自帶高壓水），水壓20MPa，75%負(fù)荷以上進(jìn)行沖洗，間斷進(jìn)行，總沖洗時(shí)間8-10小時(shí)，1000MW機(jī)組空預(yù)器差壓約下降800～1000Pa，600MW機(jī)組空預(yù)器差壓約下降500～700Pa，沖洗效果能維持三個(gè)月左右的時(shí)間。

3.8 進(jìn)行設(shè)備技術(shù)改造和維護(hù)

可以通過加裝省煤器煙氣旁路，提高低負(fù)荷工況下SCR入口煙氣溫度;采用更準(zhǔn)確的氨逃逸測(cè)量裝置，減少NH4HSO4的生成。對(duì)空預(yù)器結(jié)構(gòu)、材料進(jìn)行改造;當(dāng)出現(xiàn)空預(yù)器運(yùn)行參數(shù)異常時(shí)，及時(shí)停爐維修。

我廠#1爐空預(yù)器壓差高主要原因是冷端波紋板出現(xiàn)松動(dòng)，煙氣通道變窄，且冷端和熱端的波紋板波形不一致，造成冷熱端煙氣通道的同心度差，通流阻力大引起差壓增大。波紋板松動(dòng)繼續(xù)發(fā)展下去就有可能出現(xiàn)波紋板振動(dòng)撕裂產(chǎn)生碎片進(jìn)一步堵塞通道，加劇空預(yù)器的堵塞。

4 結(jié)束語

空預(yù)器的堵塞問題在國(guó)內(nèi)燃煤電廠普遍存在。盡管不可避免，但是通過控制入爐煤質(zhì)、優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整、定期吹灰、優(yōu)化脫硝系統(tǒng)運(yùn)行、高壓水沖洗等措施可以有效減少空預(yù)器積灰堵塞問題。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，空預(yù)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)合理，SCR的調(diào)節(jié)性能會(huì)更好，空預(yù)器的堵塞問題最終會(huì)得到有效解決。

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