某垃圾焚燒發(fā)電廠省煤器積灰、結(jié)焦問題解決分析

吳占恒

（龍凈能源發(fā)展有限公司，福建 廈門 361000）

某循環(huán)流化床爐垃圾焚燒發(fā)電廠鍋爐高溫省煤器積灰、結(jié)焦嚴(yán)重，排煙溫度偏高，運(yùn)行25-30天左右，需停爐處理，否則將影響鍋爐長(zhǎng)周期運(yùn)行（見圖1）。

圖1 過熱器積灰、結(jié)焦情況

通過對(duì)運(yùn)行情況分析，確定主要原因是由于入爐垃圾熱值較高，垃圾處理量偏大，爐膛出口煙氣溫度過高，導(dǎo)致積灰位置由過熱器移至高溫省煤器處，省煤器清灰裝置清下的灰渣，可能會(huì)導(dǎo)致下方的空預(yù)器堵塞，從而堵塞整個(gè)尾部煙道，造成鍋爐停運(yùn)檢修，甚至頻繁更換省煤器[1-2]。

電廠前期運(yùn)行措施是停止運(yùn)行高壓加熱器，把給水溫度從設(shè)計(jì)溫度150℃降低至103℃，目的是通過加大省煤器的換熱量，降低省煤器區(qū)域的煙氣溫度，確?？疹A(yù)器等設(shè)備正常運(yùn)行。帶來的問題是省煤器的結(jié)焦和低溫腐蝕，更換頻繁。

1 解決思路

針對(duì)上述問題，提出加大省煤器之前的煙氣換熱量，將結(jié)焦區(qū)域前移到空煙道或者過熱器區(qū)域的解決思路，方便清灰并通過灰斗排出，減輕省煤器的結(jié)焦和腐蝕，延長(zhǎng)壽命，減少鍋爐停運(yùn)檢修頻率[3]?？煞譃槲鍌€(gè)步驟來延長(zhǎng)運(yùn)行周期：

1.1 高溫段增加受熱面

旋風(fēng)分離器之后的空煙道中可以增加豎直布置的水冷膜式壁隔墻，根據(jù)空煙道的具體尺寸而定，估計(jì)可以布置兩個(gè)左右。以此來降低過熱器以及省煤器的入口煙溫，把煙氣的高溫區(qū)重新前移至空煙道，在空煙道產(chǎn)生的結(jié)焦結(jié)渣會(huì)掉落并由下方的除渣機(jī)送出鍋爐，不會(huì)有堵塞煙道的風(fēng)險(xiǎn)。此外，采取此方案會(huì)增加蒸汽蒸噸，如果鍋爐汽水系統(tǒng)以及汽輪機(jī)設(shè)計(jì)裕量允許的話，則會(huì)產(chǎn)生額外的發(fā)電效益。此時(shí)已沒有必要通過停運(yùn)高壓加熱器來降低給水溫度并間接降低省煤器區(qū)域的煙氣溫度，高壓加熱器重新投入運(yùn)行，還可以減輕凝汽器及凝結(jié)水泵的壓力。

1.2 高溫段空煙道增加水力清灰裝置

空煙道考慮水力清灰，在不停爐的情況下可以在線清灰來控制過熱器和省煤器入口煙溫（過熱器入口煙溫不宜超過650℃，省煤器入口煙溫不宜超過450℃）。若采取此方案，需要現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)空煙道上方是否有3m左右的空余高度，用來安裝水力清灰裝置。

1.3 二次風(fēng)空預(yù)器改造

電廠二次風(fēng)溫度高達(dá)320℃。主要由于空預(yù)器采用的是爐內(nèi)管式空預(yù)器，空預(yù)器入口煙溫過高導(dǎo)致二次風(fēng)出口溫度過高。在此溫度下，二次風(fēng)的穿透性和擾動(dòng)性很差。如果已經(jīng)采用了上述1.1 和1.2 節(jié)的步驟之后，二次風(fēng)溫度仍然過高的話，可以考慮拆除旁路二次風(fēng)空預(yù)器最上一級(jí)，降低二次風(fēng)入爐溫度。同時(shí)在省煤器出口水溫不過高的情況下，適當(dāng)增加省煤器受熱面積，保證排煙溫度不過高。

1.4 省煤器以及空預(yù)器改成蒸汽吹灰

省煤器及空預(yù)器目前采用脈沖吹灰，可以改成蒸汽吹灰，以增強(qiáng)清灰效果。

1.5 適當(dāng)提高給水溫度

為了降低煙溫，目前給水溫度為103℃。在采取技改措施后排煙溫度降低的情況下，重新提高給水溫度到至少130℃，以防止省煤器低溫腐蝕。

2 改造方案的對(duì)比分析

為了降低電廠高溫省煤器入口煙溫，減輕省煤器堵灰風(fēng)險(xiǎn)，提高鍋爐運(yùn)行周期，提出四種改造方案，主要內(nèi)容如下：

2.1 增加沸騰式省煤器

拆除第三煙道入口處的低溫過熱器（8排管），增加高溫過熱器（8排管），同時(shí)在高溫過熱器下方增加蛇形管式沸騰省煤器（16排管），采取順流布置。汽水側(cè)由第四煙道上方高溫省煤器引出的給水管接入沸騰省煤器下集箱，給水經(jīng)過沸騰省煤器加熱后部分汽化，汽水混合物由沸騰省煤器上集箱引出由新增的給水管道送入汽包（現(xiàn)有汽包沒有預(yù)留管接頭，故只能再由原有給水管接頭送入汽包）。沸騰省煤器管材選用20G，清灰裝置采用長(zhǎng)伸縮式蒸汽吹灰器。

新增省煤器如果按照沸騰省煤器來做理論計(jì)算，結(jié)果為：本方案新增受熱面面積約為140m2，可降低末級(jí)高溫過熱器入口煙溫約95℃，降低高溫省煤器入口煙溫約為43℃，鍋爐排煙溫度可降低約為10℃。

本方案的優(yōu)點(diǎn)以及可能存在的問題歸納總結(jié)為表1。

表1

2.2 空煙道增加隔墻水冷壁

在旋風(fēng)分離器之后的第二空煙道中增加兩個(gè)水冷膜式壁隔墻，每個(gè)隔墻受熱面積跟第二煙道側(cè)一致，從鍋爐下降管處增加引入管供水，上升管則利用現(xiàn)有膜式壁上升管，把新增隔墻上升管并入現(xiàn)有上升管后由原有上升管管接頭進(jìn)入汽包。

按照新增2個(gè)水冷膜式壁隔墻做理論計(jì)算，結(jié)果為：本方案新增受熱面面積約為92m2（熱力計(jì)算時(shí)候計(jì)算雙側(cè)吸熱面積總共184m2），可以降低低溫過熱器入口煙溫約78℃，降低末級(jí)高溫過熱器入口煙溫約70℃，降低高溫省煤器入口煙溫約33℃，鍋爐排煙溫度可降低約8℃。

本方案的優(yōu)點(diǎn)以及可能存在的問題歸納總結(jié)為表2。

表2

2.3 增加低溫過熱器面積

現(xiàn)有第三煙道入口處的低溫過熱器為8排管，可以將其增加到20排管，蒸汽側(cè)的連接方式保持不變。需要新增一級(jí)噴水減溫裝置防止過熱器超溫。

新增低溫過熱器方案熱力計(jì)算結(jié)果為：本方案新增受熱面面積約為127m2，低溫過熱器入口煙溫沒有降低，末級(jí)高溫過熱器入口煙溫可降低約51℃，高溫省煤器入口煙溫降低約23℃，鍋爐排煙溫度降低約為4℃。

本方案的優(yōu)點(diǎn)以及可能存在的問題歸納總結(jié)為表3。

表3

2.4 增加對(duì)流管束+過熱器+凝渣管方案

先將爐膛上部二燃室測(cè)溫點(diǎn)1.5 m以上前后及左墻的澆注料敲除，然后根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)增加對(duì)流管束+過熱器+部分凝渣管，將上級(jí)高溫省煤器煙氣進(jìn)口溫度控制在450℃左右。該方案因敲除了爐膛二燃室測(cè)溫點(diǎn)上部部分澆注料，裸露的水冷壁管道可能存在一定的高溫腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，在技改后的運(yùn)行中需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、維護(hù)。

3 結(jié)論

通過以上對(duì)比分析可以看出增加沸騰省煤器的方案理論計(jì)算結(jié)果最優(yōu)，但是改造后實(shí)際運(yùn)行效果不可控、風(fēng)險(xiǎn)較大，不建議實(shí)施；增加隔墻膜式壁與增加低溫過熱器面積兩種方案均比較保守，煙氣降溫幅度相對(duì)較??；敲除爐膛二燃室測(cè)溫點(diǎn)上部部分澆注料及增加對(duì)流管束+過熱器+部分凝渣管方案需要進(jìn)一步核算，可先對(duì)一臺(tái)爐分步實(shí)施技改并根據(jù)改后實(shí)際運(yùn)行效果對(duì)技改方案進(jìn)行優(yōu)化，確保系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。