關(guān)于空預(yù)器防堵灰技術(shù)改造的探究

楊上

摘要：隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，電廠鍋爐通常進(jìn)行脫硝系統(tǒng)改造來控制NOx排放，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器普遍存在堵灰現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性。為了解決該實(shí)際問題，本文就針對空預(yù)器防堵灰技術(shù)改造進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：空預(yù)器;防堵灰;技術(shù)改造

空氣預(yù)熱器堵灰問題成為燃煤電廠的共性問題。空氣預(yù)熱器堵灰導(dǎo)致三大風(fēng)機(jī)電耗顯著上升，其換熱效率也顯著下降，排煙溫度隨之上升，鍋爐效率下降;當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重堵灰問題時，還可能造成三大風(fēng)機(jī)失速或喘振、爐膛負(fù)壓波動、機(jī)組限負(fù)荷甚至被迫停機(jī)等惡劣影響。因此，提升當(dāng)前空氣預(yù)熱器防堵灰的能力，對燃煤機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)與環(huán)保運(yùn)行都相當(dāng)重要。

1空預(yù)防堵灰改造方案

在二次風(fēng)側(cè)冷端單獨(dú)建立防堵灰分倉，引入熱一次風(fēng)，建立局部高溫、高流速區(qū)域，通過高溫?zé)峤?、飛灰磨蝕、加速剝離等作用，實(shí)時清除蓄熱元件表面的酸液（H2SO4液滴和液態(tài)NH4HSO4）和積灰，保證蓄熱元件的持續(xù)清潔;改造后暖風(fēng)器系統(tǒng)可以停用，從而降低排煙溫度;延長蓄熱元件壽命，減少維護(hù)工作量;允許更高的氨逃逸率，延長脫硝催化劑的更換周期;提供進(jìn)一步降低排煙溫度的空間，通過增加蓄熱元件面積或采用更高效的板型，降低排煙損失，顯著提高鍋爐效率。

本工程改造方案設(shè)計見圖1。圖1顯示，改造時把熱一次風(fēng)直接引至二次風(fēng)冷端，在二次風(fēng)分倉冷端增加小分倉（即防堵灰分倉），且與一次風(fēng)分倉相鄰。熱一次風(fēng)從二次風(fēng)冷端由下而上獨(dú)立流經(jīng)蓄熱元件，通過高溫氣化酸液和增強(qiáng)氣體攜帶作用，清除蓄熱元件積灰。

由于該防堵灰技術(shù)方案要采用部分熱一次風(fēng)，故改造時應(yīng)充分考慮一次風(fēng)機(jī)的風(fēng)量裕量。為提高防堵灰改造后一次風(fēng)機(jī)的風(fēng)量裕量，減小熱端三角漏風(fēng)區(qū)域面積，本次改造把熱端徑向傳統(tǒng)剛性密封片改造為間隙自補(bǔ)償密封片，具體結(jié)構(gòu)特征及安裝方式如圖2所示。間隙自補(bǔ)償密封片安裝在轉(zhuǎn)子熱端徑向隔板上，沿徑向不分段，呈一整體長條結(jié)構(gòu)，其靠近轉(zhuǎn)子中心筒的一端通過螺栓連接固定并焊接加固，其余螺栓組件均裝夾蝶形墊片以保證處于非擰緊狀態(tài)，即密封片呈懸臂結(jié)構(gòu);此外，間隙自補(bǔ)償密封片采用不同膨脹系數(shù)的雙金屬片復(fù)合設(shè)計，熱態(tài)時密封片產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，懸臂剛性顯著增強(qiáng)，從而保證密封片不跟隨轉(zhuǎn)子隔板向下變形。為進(jìn)一步降低空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率，本次改造還需要把軸向及冷端徑向密封片改造為蛇形彈性密封片（軟密封的一種具體結(jié)構(gòu)形式）。蛇形彈性密封片整體采用雙層不銹鋼片制作，其是在綜合考慮了傳統(tǒng)剛性密封片接縫漏風(fēng)、不易固定牢靠、易腐蝕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低等缺陷基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的，比傳統(tǒng)剛性密封片的可靠性更高，且允許安裝預(yù)留更小的冷態(tài)間隙，通過適當(dāng)?shù)哪ズ蠝p小空氣預(yù)熱器漏風(fēng)間隙。

2空預(yù)器防堵灰系統(tǒng)投運(yùn)

2.1防堵灰系統(tǒng)投運(yùn)前的檢查和準(zhǔn)備

檢查防堵灰系統(tǒng)檢修工作結(jié)束，現(xiàn)場清潔，無雜物，臨時安全措施均已拆除，工作票終結(jié);檢查防堵灰系統(tǒng)管道保溫完好，無損壞、無開裂現(xiàn)象;爐前防堵灰系統(tǒng)各調(diào)節(jié)門、截止門及儀表相關(guān)電源投入;各關(guān)斷閥、調(diào)節(jié)閥經(jīng)校驗合格，開關(guān)靈活，無卡澀、無泄漏現(xiàn)象;防堵灰系統(tǒng)所有閥門（即熱一次風(fēng)隔絕門、冷二次風(fēng)隔絕門、防堵灰調(diào)節(jié)門）均處于關(guān)閉狀態(tài);各壓力表、溫度表、流量計經(jīng)校驗合格后投入;檢查一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、空預(yù)運(yùn)行正常;機(jī)組負(fù)荷大于50%。

2.2空預(yù)器防堵灰系統(tǒng)的投運(yùn)

機(jī)組啟動后，負(fù)荷達(dá)到50%以上，協(xié)調(diào)投入，DCS畫面及就地檢查防堵灰系統(tǒng)所有擋板門（即熱一次風(fēng)隔絕門、冷二次風(fēng)隔絕門、防堵灰調(diào)節(jié)門）均處于關(guān)閉狀態(tài);開啟熱一次風(fēng)隔絕門，就地檢查在全開位;緩慢開啟防堵灰調(diào)節(jié)門，直至防堵灰風(fēng)流量達(dá)到設(shè)定流量33t/h;檢查一次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉開度不大于95%，出力仍有裕度;如果排煙氧量過大可適當(dāng)減小送風(fēng)機(jī)出力;防堵灰調(diào)節(jié)門投入自動，DCS根據(jù)所測流量自動控制調(diào)節(jié)門開度維持設(shè)定流量，該設(shè)定數(shù)據(jù)可調(diào)，上下可偏置。

2.3防堵灰系統(tǒng)運(yùn)行中的檢查

畫面檢查熱一次風(fēng)隔絕門、冷二次風(fēng)隔絕門、防堵灰調(diào)節(jié)門狀態(tài)正確;嚴(yán)禁熱一次風(fēng)隔絕門與冷二次風(fēng)隔絕門同時打開，防止熱一次風(fēng)直接竄入冷二次風(fēng)道內(nèi);防堵灰系統(tǒng)投運(yùn)過程中，一次風(fēng)首先要保證制粉系統(tǒng)的正常運(yùn)行，維持負(fù)荷相對應(yīng)的一次風(fēng)壓，如果發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉開度達(dá)到85%，檢查防堵灰調(diào)節(jié)門自動關(guān)小，否則手動關(guān)小。

2.4防堵灰系統(tǒng)的停運(yùn)

1）達(dá)到以下條件停運(yùn)防堵灰系統(tǒng)。機(jī)組準(zhǔn)備停運(yùn);一次風(fēng)壓無法滿足帶負(fù)荷需要，一次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉開度達(dá)到85%;空預(yù)煙氣側(cè)差壓達(dá)到設(shè)計值或穩(wěn)定在一個較好范圍之內(nèi)時;機(jī)組發(fā)生MFT;風(fēng)煙系統(tǒng)單側(cè)運(yùn)行時;一次風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行時。

2）機(jī)組正常運(yùn)行中停運(yùn)防堵灰系統(tǒng)時，需要將冷二次風(fēng)隔絕門打開，將冷二次風(fēng)通入防堵灰分倉。操作步驟如下：逐漸關(guān)閉防堵灰調(diào)節(jié)門，觀察一次風(fēng)壓穩(wěn)定，沒有快速升高;檢查煙氣氧量是否降低，如偏小則增大送風(fēng)機(jī)出力;關(guān)閉熱一次風(fēng)隔絕門，就地檢查關(guān)閉到位;打開冷二次風(fēng)隔絕門，就地檢查開到位;緩慢全開防堵灰調(diào)節(jié)門。

3）機(jī)組停運(yùn)及輔機(jī)運(yùn)行方式異常時，需要先將防堵灰系統(tǒng)所有擋板門（即熱一次風(fēng)隔絕門、冷二次風(fēng)隔絕門、防堵灰調(diào)節(jié)門）關(guān)閉。為防止防堵灰分倉內(nèi)積灰并有效利用蓄熱元件的換熱能力，需要再根據(jù)故障情況調(diào)整擋板門狀態(tài)。

3空預(yù)器防堵灰改造后效果

根據(jù)改造前運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在機(jī)組300MW負(fù)荷時，2臺空預(yù)器煙氣差壓約2.8kPa，進(jìn)行空預(yù)器防堵灰改造后現(xiàn)場實(shí)際同樣負(fù)荷下空預(yù)器煙氣差壓基本維持在1.5kPa左右，空預(yù)器差壓明顯降低，有效降低空預(yù)器煙氣阻力，同時減少引風(fēng)機(jī)電耗，降低排煙溫度，提高了鍋爐效率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅金龍.300MWCFB鍋爐空預(yù)器密封改造及節(jié)能分析[J].東北電力技術(shù).2015（02）.

[2]呂太，翟博.回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器徑向密封數(shù)值分析及監(jiān)測[J].熱力發(fā)電.2014（11）.

（作者單位：國家能源集團(tuán)國電承德熱電有限公司）