600 MW鍋爐空預(yù)器積灰堵塞原因分析及預(yù)防措施研究

彭海濤

大唐華銀攸縣能源有限公司 湖南 株洲412000

1 引言

鍋爐空預(yù)器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)積灰堵塞現(xiàn)象，從而對(duì)鍋爐正常運(yùn)行造成傳熱效率降低、運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增加、增加能耗等不利影響，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效益十分不利。為此，針對(duì)鍋爐空預(yù)器積灰堵塞的原因進(jìn)行分析并探討科學(xué)的預(yù)防和解決策略是十分必要的。

2 600MW鍋爐空預(yù)器積灰堵塞原因分析

600 MW鍋爐空預(yù)器積灰堵塞的主要原因包括傳熱元件、入爐煤硫份、吹灰壓力。

傳熱元件：傳熱元件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造直接影響傳熱性能優(yōu)劣。系統(tǒng)傳熱元件是以波形金屬薄板緊密排列的構(gòu)造形式緊密排列在籃子狀的框架中，裝有多層金屬薄板的籃子框架又以兩到多層的方式疊放在轉(zhuǎn)子的格倉(cāng)中。整個(gè)轉(zhuǎn)子格倉(cāng)分為冷層、中層以及熱層三大層，共同完成傳熱功能。由于空預(yù)器的傳熱元件排列緊密布局緊湊，因此工質(zhì)通道相對(duì)狹窄，長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，傳熱元件表面不斷積灰，使原本狹窄的通道空間更小，從而增加煙氣流通阻力，降低傳熱效率。這些都會(huì)導(dǎo)致空預(yù)器運(yùn)行工況變差。從傳熱元件中轉(zhuǎn)子格倉(cāng)的實(shí)際運(yùn)行情況看，冷層元件比熱層元件積灰更明顯，因此工作人員應(yīng)注意對(duì)冷層的元件進(jìn)行檢查和清灰。通常采用旁移式的調(diào)換方式，這樣更便于工作人員進(jìn)行查看清洗和維護(hù)?？紤]到冷層和熱層元件長(zhǎng)期受熱不均勻容易導(dǎo)致不同層元件壽命差異過(guò)大，可定期翻轉(zhuǎn)籃子框架，將冷層傳熱元件和熱層傳熱元件進(jìn)行調(diào)換使用，有利于平衡元件的使用環(huán)境條件，延長(zhǎng)傳熱元件的使用壽命。

入爐煤硫份：在溫度升高或硫酸濃度增加時(shí)，鍋爐空預(yù)器的冷層金屬薄板更容易發(fā)生腐蝕反應(yīng)，腐蝕會(huì)進(jìn)一步破壞空預(yù)器，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致空預(yù)器積灰堵塞更嚴(yán)重。當(dāng)入爐煤的煤質(zhì)把控不嚴(yán)，入爐煤硫份較高時(shí)，空預(yù)器冷層的酸露點(diǎn)一旦超過(guò)煙氣溫度時(shí)，傳熱元件加速腐蝕，發(fā)生積灰和堵塞的情況更加頻繁。

吹灰壓力：吹灰作業(yè)必須待鍋爐達(dá)到一定的壓力才能進(jìn)行，同時(shí)蒸汽作為吹灰介質(zhì)需要達(dá)到一定的蒸汽壓，一旦吹灰壓力達(dá)不到正常范圍，則無(wú)法起到良好的吹灰效果，長(zhǎng)期如此造成空預(yù)器積灰嚴(yán)重。

3 600MW鍋爐空預(yù)器積灰堵塞的預(yù)防解決措施

技術(shù)設(shè)備改造：針對(duì)空預(yù)器的傳熱元件構(gòu)造問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)改造。首先將空預(yù)器的冷層熱層元件進(jìn)行材質(zhì)替換，將原來(lái)傳熱性能較低的材料換成傳熱性能更優(yōu)的材料，同時(shí)具有較好抗阻力性能，便于提高吹灰效率，為工作人員清洗傳熱元件創(chuàng)建有利條件。其次，空預(yù)器傳熱元件中的波形薄板之間距離進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，避免傳熱元件結(jié)構(gòu)通道過(guò)窄造成積灰和堵塞現(xiàn)象。第三，優(yōu)化空預(yù)器的吹灰系統(tǒng)。蒸汽吹灰系統(tǒng)采用冷端換熱伸縮式高壓沖洗裝置，通過(guò)分布感應(yīng)裝置獲取信息從而控制伸縮高壓沖洗裝置的伸縮長(zhǎng)度和頻率，外部鏈接高壓水泵，對(duì)水壓和水量進(jìn)行調(diào)控。除了在空預(yù)器傳熱元件周圍設(shè)置吹灰裝置以外，在煙氣進(jìn)出口位置、鍋爐爐膛上部、煙道流通區(qū)域內(nèi)也設(shè)置安裝吹灰裝置，采取自動(dòng)程序來(lái)控制吹灰量和吹灰位置。為了更充分地發(fā)揮出空預(yù)器吹灰裝置的性能，對(duì)鍋爐本體受熱面吹灰裝置以及預(yù)熱器吹灰裝置的安裝數(shù)量和安裝位置進(jìn)行優(yōu)化。其中鍋爐本體受熱面吹灰裝置共設(shè)置60只，均勻分布在爐膛周圍；煙道對(duì)流通道吹灰裝置共設(shè)置40只，均為可伸縮式吹灰裝置，分布在爐膛與煙道連接位置以及煙道內(nèi)部；空預(yù)器煙氣入口和煙氣出口位置設(shè)置吹灰裝置2只，均為可伸縮式吹灰裝置。為了避免鍋爐預(yù)熱器元件發(fā)生腐蝕，引發(fā)更嚴(yán)重的積灰，鍋爐內(nèi)的蒸汽從分隔板另一方的箱體出口排出，預(yù)熱器的蒸汽從過(guò)熱器箱體出口排出。鍋爐爐膛及空預(yù)器的所有吹灰裝置采取自動(dòng)程序控制方式運(yùn)行。實(shí)際生產(chǎn)中，采取吹灰裝置輪流運(yùn)行的方式，便于應(yīng)對(duì)緊急狀況，便于檢查清洗，延長(zhǎng)吹灰器使用壽命。

嚴(yán)格控制入爐煤質(zhì)：入爐煤質(zhì)應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，根據(jù)鍋爐生產(chǎn)工藝的煤質(zhì)要求進(jìn)行入爐煤含硫量的控制，通常情況下，入爐煤含硫量不超過(guò)1%。采取嚴(yán)格的監(jiān)控報(bào)警機(jī)制，一旦出現(xiàn)超標(biāo)煤入爐，自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，提示工作人員采取措施。

控制吹灰蒸汽壓力，增加吹灰頻率。吹灰蒸汽壓力應(yīng)滿足一定的條件，保障每次吹灰效率。根據(jù)鍋爐燃燒情況以及空預(yù)器傳熱元件的積灰情況制定吹灰的頻率。每?jī)纱未祷易鳂I(yè)之間，工作人員注意觀察煙氣流通過(guò)程中的阻力大小及變化情況，靈活調(diào)整吹灰作業(yè)頻率。在鍋爐重新運(yùn)行時(shí)應(yīng)同時(shí)啟動(dòng)吹灰裝置，穩(wěn)定運(yùn)行后再根據(jù)運(yùn)行負(fù)荷調(diào)整吹灰間隔時(shí)間。

設(shè)計(jì)觀察孔，安裝觀察燈：由于鍋爐及空預(yù)器的吹灰裝置數(shù)量較多，而且容易積灰，為了方便工作人員進(jìn)行查看，在空預(yù)器傳熱冷層一端設(shè)置觀察孔，通過(guò)觀察孔可以從外部觀看到空預(yù)器傳熱元件表面是否積灰嚴(yán)重，還能觀察到空預(yù)器元件是否著火。在空預(yù)器冷層一端設(shè)置安裝觀察燈，方便工作人員清楚檢查傳熱元件表面積灰、堵塞情況，提高鍋爐空預(yù)器檢修維護(hù)工作效率。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鍋爐空預(yù)器積灰及堵塞問(wèn)題的原因進(jìn)行梳理分析，提出了對(duì)應(yīng)的防治和解決辦法，不僅消除了鍋爐運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)隱患，同時(shí)也延長(zhǎng)了設(shè)備壽命，為企業(yè)提質(zhì)增效目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建了積極條件。