600 MW鍋爐空預(yù)器積灰堵塞原因探討

吳 畏

（四川白馬循環(huán)流化床示范電站有限責(zé)任公司，四川內(nèi)江 641000）

0 引言

600 MW鍋爐空預(yù)器一旦發(fā)生積灰堵塞現(xiàn)象，會影響鍋爐的生產(chǎn)運行?？疹A(yù)器的積灰現(xiàn)象是由機組運行過程中受熱面等多種因素導(dǎo)致，如受熱面積灰會影響其傳熱效果，導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)安全隱患，造成一定經(jīng)濟損失。鍋爐空預(yù)器出現(xiàn)積灰會影響風(fēng)機的通風(fēng)效果，增加電能損耗，嚴重時會導(dǎo)致鍋爐停運，這就造成了鍋爐的非正常啟停，直接影響電廠經(jīng)濟效益。

1 600 MW鍋爐空預(yù)器積灰堵塞原因分析

1.1 傳熱元件原因

傳熱原件是金屬薄板，一般緊密地排列在籃子框架之中?；@子框架的疊放形式一般為兩層或者多層，比較常見的為3層，分別為冷段層、熱段層中間層和熱段層，自上而下排列。預(yù)熱器的傳熱原件在工質(zhì)通道比較狹窄的地方排列又很緊密，很容易出現(xiàn)積灰現(xiàn)象，堵塞工質(zhì)通道、增加排煙的空氣流動阻力，導(dǎo)致傳熱件的傳熱效果下降，進而影響預(yù)熱器的正常運行。與熱端原件相比，冷端原件的積灰情況更加明顯。主要采取旁移式的冷端原件更換工作，從檢修門將冷端原件進行取出，方便進行熱元件的本體外清洗工作。冷端原件的鋼板如果其厚度發(fā)生變化，如變?yōu)樵瓉砗穸鹊?/3時就要翻轉(zhuǎn)籃子框架。為了延長傳熱原件的使用壽命，一般將與之對稱的籃子框架交換倒置使用。

1.2 入爐煤硫份

在外界溫度的升高和硫酸濃度增加的情況下，空預(yù)器冷端金屬原件會發(fā)生腐蝕情況。腐蝕也會造成空預(yù)器的積灰情況出現(xiàn)，長期運行后積灰情況會越來越嚴重?？疹A(yù)器冷端的酸露點會因為入爐煤硫粉的含量增多而提高，當酸露點溫度高于排煙溫度的時候蓄熱元件就會發(fā)生積灰和腐蝕的情況，所以空預(yù)器出現(xiàn)堵塞概率會隨著入爐煤硫含量的增高而增加。

1.3 吹灰壓力

一般使用蒸汽進行介質(zhì)的吹灰工作，需要鍋爐在使用過程中達到吹灰的壓力的時候才能使用，這個時間一般需要鍋爐進行4 h的運行才能得到滿足。所以一般要提前進行一個臨時蒸汽或者空氣源進行吹灰工作，蒸汽作為空氣預(yù)熱器的吹灰介質(zhì)，想要吹灰器能夠有效的起到作用，工作期間一般吹灰最大噴嘴口徑為15.8 mm，吹灰壓力一般＞1.37 MPa，如果介質(zhì)為空氣，吹灰壓力要＞1.25 MPa。

1.4 機組啟停

機組的啟停過程也會影響空預(yù)器的堵塞情況。在啟停過程中機組一般都會排除一些溫度約（70～80）℃煙氣，煙氣經(jīng)過低溫段時會出現(xiàn)露水，而露水會粘帶灰塵堵塞空預(yù)器。在點火之前鍋爐溫度一般比較低，鍋爐中有一些煤粉沒有燃燒完全，煤粉很容易聚集在空預(yù)器蓄熱元件。用蒸汽對空預(yù)器長期吹灰，蒸汽與低溫?zé)煔饨?jīng)過低溫段時候容易出現(xiàn)水珠，同樣會粘接灰塵，堵塞空預(yù)器。

1.5 環(huán)境溫度

在低溫的環(huán)境條件下，鍋爐的酸露點的溫度高于排出煙的溫度，易出現(xiàn)空預(yù)器堵塞和腐蝕的情況。一般采用空預(yù)器內(nèi)部熱風(fēng)循環(huán)和暖風(fēng)加熱的方式控制排煙溫度，使其滿足酸露點的要求。如果鍋爐的工作環(huán)境溫度較低，上述措施作用有限，不能滿足酸露點的要求時，就容易出現(xiàn)積灰情況、堵塞空預(yù)器。

1.6 脫硝系統(tǒng)

鍋爐中一般都要用脫硝系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)容易造成空預(yù)器冷端蓄熱元件硫酸氫銨凝結(jié)，當機組在低溫環(huán)境和負荷較低的情況下，脫硝煙氣的溫度會有所下降，脫硝催化劑的活性也會降低。如果要提高氨逃逸率，需要增加噴氨量，大約增加1/10，以提高硫酸氫銨的生成率。鍋爐的使用環(huán)境溫度對排煙溫度有直接影響，溫度較低時硫酸氫銨就會在空預(yù)器的冷端蓄熱元件處大量形成，造成空預(yù)器堵塞現(xiàn)象。

1.7 熱風(fēng)再循環(huán)系統(tǒng)

空預(yù)器的熱風(fēng)再循環(huán)一般是由熱風(fēng)出口和送風(fēng)機入口之間的循環(huán)形成的，空預(yù)器在工作的時候機組本身有一定漏風(fēng)，熱風(fēng)再循環(huán)過程中會攜帶一些灰塵，灰塵會沉積在空預(yù)器的冷端低溫部位，尤其是環(huán)境溫度較低時，排煙的溫度下降，灰塵沉積情況會更加明顯。

1.8 省煤器灰斗下灰不暢

空預(yù)器出現(xiàn)堵塞的一項重要因素是省煤器灰斗下灰不通暢，一旦省煤器灰斗下灰過程出現(xiàn)問題，就會在空預(yù)器的內(nèi)部出現(xiàn)比較大顆粒的灰粒，嚴重堵塞空預(yù)器，影響機組生產(chǎn)。

1.9 機組檢修不到位

一般采用高壓水清洗空預(yù)器的蓄熱元件。清理過程有一定缺陷，會造成空預(yù)器中間段位清理不是很干凈，經(jīng)常出現(xiàn)機組在滿負荷工作情況下，具有一定的壓差存在。

2 鍋爐空預(yù)器積灰堵塞的預(yù)防解決措施

2.1 增加吹灰器工作次數(shù)

省煤器吹灰的次數(shù)和省煤器中積灰的情況有直接關(guān)系。第一次使用省煤器時，每個班組都要進行吹灰器的吹灰工作，及時觀察2次吹灰之間的煙氣阻力變化情況，根據(jù)阻力變化來制定吹灰器的使用間隔，確定省煤器和吹灰器經(jīng)過幾次吹灰可以滿足使用要求。當鍋爐處于蒸汽壓力重新投運和暖爐階段時，一旦鍋爐點火就要運行吹灰器，一般間隔8 h左右進行1次吹灰工作。

2.2 工藝設(shè)計改造

（1）空預(yù)器的熱端原件和冷端原件的材料選用適合，一般要求材料有較好的傳熱性、阻力綜合性能良好、不易積灰、容易清洗、剛度大等特點。

（2）合理科學(xué)地設(shè)計冷端換熱原件高度，避免出現(xiàn)空預(yù)器內(nèi)硫酸氫銨堵塞的情況，冷端換熱原件煙氣側(cè)金屬溫度＞200℃。

（3）空預(yù)器熱端換熱原件一般采用蒸汽吹灰器，冷端換熱原件采用半伸縮式有線高壓水沖洗裝置，一般由DCS（Distributed Control System，分布式控制系統(tǒng)）控制半伸縮吹灰裝置，高壓水泵一般就地控制。進行空預(yù)器吹灰器角度設(shè)計時，一定要考慮鍋爐的鋼架，避免發(fā)生沖突。

（4）一般在爐膛的上部和其他部分設(shè)置吹灰器，在預(yù)熱器的煙氣進出口處也有伸縮式吹灰器布置。這些吹灰器的運行都由程序控制。

2.3 空預(yù)器吹灰系統(tǒng)的改造

吹灰器的作用是讓鍋爐的受熱面保持清潔，傳熱效果發(fā)揮應(yīng)有的作用，一般的吹灰系統(tǒng)可以分為鍋爐本體受熱面吹灰和預(yù)熱器吹灰：鍋爐本體吹灰器一般布置在爐膛位置處，而爐膛的上部和對流煙道位置布置的是長伸縮式吹灰器。鍋爐內(nèi)的內(nèi)閣預(yù)熱器進出口處都布置一臺伸縮式吹灰器，鍋爐本體吹出的蒸汽一般在分隔屏的集箱出口處排出，排出的蒸汽溫度在400℃左右，表面壓力為18.2 MPa，預(yù)熱器中排出的蒸汽由過熱器集箱出口處排出，排出蒸汽的溫度在500℃左右，表面壓力為18.0 MPa。鍋爐的所有吹灰器均由程序統(tǒng)一控制，一般保證2臺長伸縮式吹灰器、2臺爐膛吹灰器和2臺空氣預(yù)熱器同時運行，也可以滿足用戶的使用需求自定義設(shè)定。

2.4 正確安裝觀察孔和燈

對于轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)和外側(cè)的情況，需要安裝觀察孔和燈等設(shè)施，便于操作人員觀察。如果想觀察傳熱原件表面，則需要將觀察孔安裝在預(yù)熱期的冷端。燈一般安裝在轉(zhuǎn)子冷端上，查看傳熱原件表面是否有灰塵積壓、是否出現(xiàn)異物堵塞。如果想要在預(yù)熱器工作時候觀察轉(zhuǎn)子傳熱原件的表面情況，就要準確選取觀察孔和燈的安裝位置。

2.5 入爐煤配煤摻燒

建立一套完善的含硫量監(jiān)控體系，嚴格控制鍋爐內(nèi)煤的含硫量，含硫量不能超過1%。一旦發(fā)現(xiàn)入爐的含硫量＞1%就要發(fā)出報警，操作人員要及時進行處理。

3 運行效果分析

實際運行研究分析發(fā)現(xiàn)，以上幾點措施能夠保障機組的空預(yù)器出口處的風(fēng)溫?zé)o明顯變化，引風(fēng)機、送風(fēng)機和一次性風(fēng)機等設(shè)備的電耗也有所下降，所以上述措施對空預(yù)器的安全運行有所提高，還能為企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

鍋爐空預(yù)器的堵塞和腐蝕是目前我國電廠中普遍存在的問題。盡管在鍋爐的設(shè)計階段就考慮到堵塞和防腐等問題，并采取了相應(yīng)解決措施，但是在機組的實際運行中，空預(yù)器還會出現(xiàn)堵塞和腐蝕情況。因此，為了保障機組的運行安全，有必要采取科學(xué)有效的預(yù)防措施。