燃煤電廠空預(yù)器差壓升高在線處理淺析

浙江浙能蘭溪發(fā)電有限責(zé)任公司 張同喜

蘭溪電廠4×660MW機(jī)組的鍋爐是巴威鍋爐廠B&W B-1903/25.4-M型超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐，單爐膛、一次再熱、固態(tài)排渣、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。鍋爐配備2臺(tái)三分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，型號(hào)為31.5VNT1850。三分倉空預(yù)器通過有三種氣流，即煙氣、二次風(fēng)和一次風(fēng)。轉(zhuǎn)子直徑14080mm，換熱元件高度為1850mm，轉(zhuǎn)子倉格裝有2層換熱元件，熱端換熱元件由豪頓華提供，高度850mm、板材厚度0.5mm、換熱元件波形為HS7型，材質(zhì)為低碳鋼。冷端換熱元件由浙江開爾提供，高度1000mm、板材厚度為0.75mm，雙面鍍搪瓷，搪瓷的單面厚度0.15mm，換熱元件波形為KE-1，波形板基材采用低碳鋼。脫硝系統(tǒng)采用選擇性催化還原法(SCR)脫硝工藝，采用液氨作為還原劑，SCR布置在省煤器與空預(yù)器之間，每臺(tái)爐布置2只SCR反應(yīng)器。

1 空預(yù)器差壓升高原因分析

1.1 空預(yù)器差壓升高原因

含硫燃煤燃燒后會(huì)生成SO2和SO3，另外脫硝催化劑（SCR）中的V2O5很容易將煙氣中的SO2氧化成SO3，增加了煙氣中的SO3濃度。煙氣中的SO3與水蒸氣在空預(yù)器冷端凝結(jié)就會(huì)形成H2SO4。一方面H2SO4與煙氣中的金屬元素Ca、Mg、Cu以及Fe反應(yīng)生成腐蝕垢化物導(dǎo)致積灰，另一方面凝結(jié)的H2SO4還會(huì)吸附煙氣中的灰塵形成積灰，是空預(yù)器積灰的一個(gè)重要原因。脫銷還原劑未反應(yīng)完全逃逸到煙氣中NH3與SO3會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成NH4HSO4。通常情況硫酸氫氨露點(diǎn)為147℃，當(dāng)達(dá)到此溫度時(shí)，硫酸氫氨以液體形式在物體表面聚集或以液滴形式分散在煙氣中，硫酸氫氨是一種粘性很強(qiáng)的物質(zhì)，極易粘附在空預(yù)器換熱元件上，導(dǎo)致空預(yù)器的差壓不斷升高。

表1 空預(yù)器差壓變化情況

1.2 空預(yù)器差壓現(xiàn)狀

2019年12月至2020年3月環(huán)境溫度較低，#1爐空預(yù)器差壓有所上升。當(dāng)時(shí)將空預(yù)器冷端吹灰壓力從1.0MPa調(diào)整至1.3MPa，空預(yù)器差壓上升趨勢(shì)有所緩解，但仍緩慢上升。夏季氣溫回升后空預(yù)器差壓上升情況趨緩，但到10月氣溫下降后預(yù)器差壓升高變快，到10月底因空預(yù)器差壓高問題送風(fēng)機(jī)出口壓力高，容易進(jìn)入失速區(qū)，機(jī)組負(fù)荷限制620MW以下運(yùn)行。另外因空預(yù)器差壓高，導(dǎo)致送、引、一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流大幅上升，影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

圖1 #1爐A、B側(cè)空預(yù)器差壓變化趨勢(shì)圖

圖2 空預(yù)器升溫吹灰后差壓效果圖

2 處理方案

2.1 解決思路

硫酸氫氨是一種黏性很強(qiáng)的物質(zhì)，但是當(dāng)溫度升高至250℃以上時(shí)，硫酸氫氨會(huì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)。通過對(duì)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉進(jìn)行調(diào)整，提升空預(yù)器冷端排煙溫度到200℃，將硫酸氫氨由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)或氣態(tài)。另外利用積灰和換熱元件熱膨脹系數(shù)的差異，空預(yù)器冷端的排煙溫度升高后會(huì)造成空預(yù)器積灰的松脫，再通過提高吹灰壓力吹灰，清除空預(yù)器冷端積灰，解決空預(yù)器差壓上升問題。

2.2 空預(yù)器溫升處理方法

針對(duì)#1機(jī)組空預(yù)器堵塞嚴(yán)重的問題，決定在2020年11月2日、3日采取升溫吹灰法處理空預(yù)器堵塞缺陷。根據(jù)《#1爐空預(yù)器受熱面升溫吹灰技術(shù)方案》，將送風(fēng)機(jī)出口聯(lián)絡(luò)電動(dòng)擋板關(guān)閉，通過減少一側(cè)空預(yù)器二次風(fēng)量的方法提高該側(cè)空預(yù)器排煙溫度至180～200℃。并提高空預(yù)器吹灰壓力至2.0MPa對(duì)冷端連續(xù)吹灰，降低空預(yù)器壓差。

2.2.1 操作步驟

負(fù)荷穩(wěn)定在500MW，空預(yù)器吹灰壓力提高至2.0MPa，投入冷端連續(xù)吹灰；將送風(fēng)機(jī)出口聯(lián)絡(luò)電動(dòng)擋板切“就地”并緩慢關(guān)閉；緩慢全開兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)熱風(fēng)再循環(huán)風(fēng)門；將#1B送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)切“手動(dòng)”并緩慢關(guān)小，查#1A送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉自動(dòng)開大，以≯0.5℃/min升溫速率提升B側(cè)排煙溫度；調(diào)節(jié)管式GGH煙氣冷卻器控制電除塵進(jìn)口溫度；當(dāng)#1B空預(yù)器排煙溫度升至190℃，停止升溫（就地有摩擦聲），維持#1B空預(yù)器排煙溫度穩(wěn)定在190℃運(yùn)行4小時(shí)，保持冷端連續(xù)吹灰；查#1B空預(yù)器電流正常，鍋爐二次風(fēng)總風(fēng)量基本不變，送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常,燃燒工況穩(wěn)定。（若#1B空預(yù)器電流晃動(dòng)超過18A則停止升溫操作）；#1B空預(yù)器升溫吹灰操作完畢，再以同樣的方法進(jìn)行#1A空預(yù)器升溫吹灰操作。

2.2.2 安全注意事項(xiàng)

升溫試驗(yàn)過程中嚴(yán)格控制升溫速率，有效避免膨脹不均問題，保證空預(yù)器運(yùn)行順暢。操作員加強(qiáng)對(duì)空預(yù)器電流的監(jiān)視。若在試驗(yàn)過程中發(fā)生空預(yù)器電流大幅上升或晃動(dòng)幅度增大，應(yīng)立即停止試驗(yàn)并降低排煙溫度，若空預(yù)器出現(xiàn)卡澀引發(fā)空預(yù)器跳閘，按空預(yù)器跳閘異常進(jìn)行處理。

升溫過程中嚴(yán)密監(jiān)視電除塵進(jìn)口煙溫，調(diào)節(jié)煙氣冷卻器的循環(huán)水量，協(xié)調(diào)控制電除塵進(jìn)口煙溫控制在80～160℃之間。注意對(duì)脫硫、除塵系統(tǒng)的監(jiān)控調(diào)整，避免污染物排放超標(biāo)；升溫過程中嚴(yán)密監(jiān)視煙塵排放濃度的變化，調(diào)整電除塵電場(chǎng)運(yùn)行方式，由間隙供電改為火花整定模式；加強(qiáng)空預(yù)器、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)的檢查，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)大、軸承溫度高等不正?，F(xiàn)象則暫停升溫。如引風(fēng)機(jī)軸承溫度升高，應(yīng)啟動(dòng)備用冷卻風(fēng)機(jī)同時(shí)進(jìn)行冷卻。

2.3 效果評(píng)價(jià)

安全效益：在2020年11月2日、3日分別對(duì)兩臺(tái)空預(yù)器進(jìn)行升溫吹灰處理?？疹A(yù)器排煙溫度均升高至190℃，并將空預(yù)器吹灰壓力提高至2.0MPa進(jìn)行冷端連續(xù)吹灰，經(jīng)歷約4小時(shí)的高排煙溫度溫升處理，空預(yù)器差壓顯著降低（表2）。11月6日機(jī)組升至額定負(fù)荷660MW，A/B側(cè)空預(yù)器差壓分別為1.44kPa和1.25kPa，各風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，能滿足機(jī)組帶滿負(fù)荷工況運(yùn)行，解決了機(jī)組限負(fù)荷運(yùn)行問題。

表2 #1爐空預(yù)器差壓變化表

經(jīng)濟(jì)效益：對(duì)比相同工況下#1A空預(yù)器煙氣側(cè)差壓降低0.6kPa，#1B空預(yù)器煙氣側(cè)差壓降低1.13kPa，引風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流下降43A，六臺(tái)風(fēng)機(jī)（兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)+兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)+兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)）總計(jì)電流下降124A，節(jié)能效果十分明顯。

鞏固措施：形成了技術(shù)方案《#1爐空預(yù)器受熱面升溫吹灰方案》，具有良好的推廣價(jià)值，后續(xù)編寫空預(yù)器受熱面升溫吹灰操作票，將本試驗(yàn)成果將推廣至蘭溪電廠4臺(tái)機(jī)組，指導(dǎo)機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為在線解決機(jī)組空預(yù)器差壓高提供技術(shù)支持。