630MW機(jī)組鍋爐空氣預(yù)熱器積灰堵塞原因及防范措施

王琴鳴

摘 要：在電廠機(jī)組鍋爐空氣預(yù)熱器工作中，會產(chǎn)生不同程度的積灰現(xiàn)象，進(jìn)而對設(shè)備運行效率和運行安全造成影響。在空預(yù)器積灰現(xiàn)象較為嚴(yán)重的情形下，必須采用停爐處理措施，對機(jī)組運行穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)效益造成影響。本文以某電廠空氣預(yù)熱器設(shè)備為例，對常見積灰現(xiàn)象產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，結(jié)合技術(shù)要求提出對應(yīng)的防范措施，以此為相關(guān)技術(shù)管理工作提供參考，為機(jī)組運行穩(wěn)定性提供應(yīng)有的保障。

關(guān)鍵詞：630 MW機(jī)組;空氣預(yù)熱器;積灰堵塞

在電廠鍋爐運行中，空氣預(yù)熱器的蓄熱元件常會出現(xiàn)不同程度的堵塞，在運行過程中，會由于差壓值過大而造成排煙溫度不斷上升，二次風(fēng)出口的風(fēng)溫下降。不僅會造成風(fēng)機(jī)運行耗電量的持續(xù)增加，鍋爐效率下降，同時也會給機(jī)組運行安全造成影響。分析堵塞現(xiàn)象產(chǎn)生原因，采取積極的防范措施，是解決這一問題的基本途徑。

1、設(shè)備概況

空氣預(yù)熱器作為電廠鍋爐的重要組成部分，對鍋爐的熱交換效率具有直接影響。某電廠超臨界鍋爐配用2 臺豪頓華32VNT2130（150）型轉(zhuǎn)子受熱面轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)再生式三分倉空氣預(yù)熱器。三分倉空預(yù)器通過有三種不同的氣流。三種氣流之間各由三組扇形板和軸向密封板相互隔開[1]。三分倉結(jié)構(gòu)的特點是將低壓頭、大流量的二次風(fēng)與高壓頭、小流量的一次風(fēng)分別加熱，空氣預(yù)熱器額定負(fù)荷壓差設(shè)計值為1.2kpa。

2、積灰堵塞的原因分析

2.1 煤質(zhì)影響

在電廠機(jī)組運行中，如選用含硫量較高的煤種，在燃燒過程中所產(chǎn)生的煤灰將會具有較為明顯的沾污性，使得空氣預(yù)熱器產(chǎn)生不同程度的沾污。尤其是煤粉細(xì)度為2%-4%之間時，所產(chǎn)生的飛灰粒徑較小、整體具有較強(qiáng)的黏附性。同時，如果選用的煤質(zhì)折算硫分含量較高，并且水分過大，也會使得煙氣硫酸露點溫度升高，增加積灰堵塞現(xiàn)象產(chǎn)生的幾率。同時，受到這兩方面因素的影響，也會造成設(shè)備運行中部分金屬元件被明顯腐蝕，使得積堵塞現(xiàn)象更加明顯。

2.2 蒸汽吹灰壓力

在機(jī)組運行中，空氣預(yù)熱器額定負(fù)荷壓差設(shè)計值為1.2Kpa，但在壓差不斷增加的情形下，將會使得靜壓差效果明顯不足，進(jìn)而對整體疏通效果造成影響，使得設(shè)備運行中出現(xiàn)不同形式的異?，F(xiàn)象。

2.3 傳熱元件的壁面溫度

在空氣預(yù)熱器運行過程中，部分金屬元件會與煙氣直接接觸，如果元件壁溫低于露點，則在運行中極容易出現(xiàn)積灰現(xiàn)象。尤其是在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器運行中，需要對傳熱元件的壁溫進(jìn)行實時判定，在盡量明確其具體數(shù)值情形下，采用合適的處理措施。例如在冬季溫度較低的情形下，如果機(jī)組負(fù)荷降低，排煙溫度下降，則會使得空預(yù)器進(jìn)口風(fēng)溫隨之下降，從而導(dǎo)致金屬元件的壁溫出現(xiàn)驟降。而在鍋爐設(shè)計方案中，在送風(fēng)機(jī)進(jìn)口位置設(shè)置熱風(fēng)再循環(huán)，則能夠保證傳熱元件的壁溫，保持整體溫度的平衡[2]。

2.4 風(fēng)機(jī)設(shè)計熱風(fēng)再循環(huán)

機(jī)組在實際運行中，如果環(huán)境溫度過低，即便是在開啟送風(fēng)機(jī)熱風(fēng)再循環(huán)條件下，排煙溫度也無法達(dá)到超出酸露點基本要求。正常工作狀態(tài)下，風(fēng)機(jī)設(shè)計進(jìn)口風(fēng)溫通常為0°C，在冬季開啟熱風(fēng)再循環(huán)，也不能滿足空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度大于148℃的要求，冬季積灰現(xiàn)象更加嚴(yán)重，空預(yù)器差壓難以維持。

2.5 脫硝后的氨逃逸因素

在脫硝處理后，會造成不同程度的NH4HSO4黏附在冷端壁面，如果在煙氣量測量不準(zhǔn)，噴胺量過大，或者出現(xiàn)催化劑性能活性不足時，就會造成脫硝系統(tǒng)無法完全反應(yīng)，在水蒸氣、硫酸根等共同作用下，生成硫酸氫銨，這種物質(zhì)具有會大量沉積在換熱元件的表面，并對煙氣中的飛灰產(chǎn)生較強(qiáng)的吸附作用。這部分元器件通常溫度較低，在脫硝入口處的氮氧化物含量越高的情形下，氨逃逸就會越明顯，由此造成空氣預(yù)熱器壓差升高，積灰現(xiàn)象更加明顯。

3、積灰堵塞的防范措施

3.1 嚴(yán)格控制送風(fēng)機(jī)熱風(fēng)再循環(huán)

對于鍋爐空氣預(yù)熱器而言，要實現(xiàn)積灰堵塞處理效果的提升，需要對送風(fēng)機(jī)熱風(fēng)再循環(huán)優(yōu)化調(diào)整，確保加熱效果同時避免加劇風(fēng)機(jī)動葉磨損。這種調(diào)整首先是嚴(yán)格根據(jù)環(huán)境溫度和機(jī)組負(fù)荷量盡量提升送風(fēng)機(jī)出口溫度，確?？疹A(yù)器冷端綜合溫度大于148℃，尤其是在溫度低于0°C時，盡量開大熱風(fēng)再循環(huán)，更好的調(diào)整空預(yù)器的實際風(fēng)溫參數(shù)[3]。長期開啟熱風(fēng)再循環(huán)加劇送風(fēng)機(jī)動葉磨損，必須加強(qiáng)送風(fēng)機(jī)振動、軸承溫度監(jiān)視，防止損壞設(shè)備，影響機(jī)組安全。

3.2 改變空預(yù)器吹灰參數(shù)

通過對空預(yù)器吹灰頻次和吹灰壓力進(jìn)行調(diào)整，能夠通過壓力和溫度調(diào)整，降低空預(yù)器運行區(qū)域內(nèi)的水蒸氣含量，減少管壁吹損的概率。在進(jìn)行參數(shù)調(diào)整時，需嚴(yán)格依照空預(yù)器壓差分級對壓力進(jìn)行調(diào)整，在大于2級規(guī)定值時，方可將吹灰壓力提升至1.8MPa。具體措施是將熱端空預(yù)器吹灰頻次降低為每天一次，而冷端吹灰器的投運頻次則增加每班3-5次，同時確保冷端綜合溫度在148℃之上。

3.3 合理配煤

合理配煤是盡量減少積灰程度的重要措施，這方面的技術(shù)控制措施需要參照以下方式進(jìn)行：一是在冬季堅持低硫、高揮發(fā)原則，將硫份控制在1.5%以下。二是根據(jù)相關(guān)參數(shù)要求，靈活性的采用小煤斗上煤方式，盡量減少煤燃燒過程中出現(xiàn)的煤灰沾污。三是在機(jī)組運行過程中，要強(qiáng)化與燃料調(diào)運部門的溝通，依照空預(yù)器壓差運行的實際要求，有效降低煙氣中硫化物的產(chǎn)生比例，降低硫酸氫銨產(chǎn)生的概率。

3.4 噴氨優(yōu)化

適當(dāng)降低鍋爐運行的總風(fēng)量，提升燃盡風(fēng)的配比，降低氮氧化物濃度，減少噴氨量。在機(jī)組運行過程中，嚴(yán)格控制好噴氨量，當(dāng)達(dá)到要求時盡早投入SNCR運行，避免氨逃逸量超過設(shè)定要求。在脫硝系統(tǒng)投運時，應(yīng)當(dāng)做好入口煙氣溫度的控制，在正常運行中保持溫度在315℃以上。在機(jī)組停運或低負(fù)荷工況運行，脫硝入口溫度低于290℃時，則應(yīng)當(dāng)調(diào)整燃燒提升脫硝入口溫度達(dá)標(biāo)。通過對脫硝系統(tǒng)運行狀況的監(jiān)測，確保脫硝效率保持在70%以上，如脫硝差壓設(shè)定高于正常設(shè)定值，則需要及時進(jìn)行脫硝吹灰處理。在系統(tǒng)運行中，每月都需要做好脫硝流場參數(shù)檢測工作，在運行參數(shù)出現(xiàn)偏差時，需要及時對手動門及時進(jìn)行調(diào)平處理[4]。

3.5 設(shè)備處理

設(shè)備檢修處理優(yōu)化是做好積灰處理的重要條件，在實際運行中，需要做好如下方面的處理工作：首先是做好煙道導(dǎo)流板、催化劑表面等易積灰位置的清理工作。其次是在停修檢測過程中，對間隙、扇形板、焊縫等位置進(jìn)行精細(xì)化檢測，對于出現(xiàn)的漏風(fēng)現(xiàn)象，及時進(jìn)行處理。再次是要增加相關(guān)的輔助設(shè)施，更加精準(zhǔn)的測定氮氧化物的參數(shù)，為預(yù)熱器運行提供參考。最后是對蓄熱元件等進(jìn)行水洗處理，確保其差壓運行能夠保持在設(shè)定要求范圍內(nèi)。

4、結(jié)束語

在電廠系統(tǒng)630MW鍋爐運行中，空氣預(yù)熱器的積灰堵塞是較為常見問題，對于技術(shù)人員而言，必須在強(qiáng)化重視程度基礎(chǔ)上，依托相應(yīng)的技術(shù)和管理制度為支撐，結(jié)合實際制定并實施防范策略。尤其是要做好進(jìn)口風(fēng)溫控制，建立完善的預(yù)警機(jī)制，及時做好檢查和清理工作，并對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以此才能夠確保設(shè)備整體保持穩(wěn)定運行狀態(tài)，為機(jī)組穩(wěn)定運行奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]王忠寶.空氣預(yù)熱器堵塞機(jī)理及防堵對策研究[J].節(jié)能技術(shù)，2020，38（01）：85-89.

[2]杜鵬.600MW鍋爐空氣預(yù)熱器積灰堵塞原因及防范策略研究[J].發(fā)明與創(chuàng)新（大科技），2018（07）：27-28.

[3]張曉敏.鍋爐煙氣脫硝催化劑積灰堵塞分析及處理[J].大氮肥，2017，40（04）：240-243.

[4]張磊.鍋爐空氣預(yù)熱器積灰堵塞的原因分析及控制措施[J].甘肅冶金，2016，38（03）：45-47.