630MW燃煤鍋爐回轉(zhuǎn)式空預(yù)器堵塞問題的技術(shù)探討

盛尊東 吳江斌

摘 要：本文結(jié)合某火電廠630MW燃煤直流鍋爐運(yùn)行實(shí)際情況，提出了控制預(yù)防空預(yù)器堵塞的技術(shù)措施，并針對(duì)防堵措施進(jìn)行了深入探討和研究。

關(guān)鍵詞：空預(yù)器;排煙溫度;硫酸氫氨;防堵措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.034

1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器結(jié)構(gòu)與運(yùn)行參數(shù)

1.1 空預(yù)器結(jié)構(gòu)

某火電廠630MW鍋爐空預(yù)器是豪頓華生產(chǎn)的31VNT1950型空預(yù)器，采用轉(zhuǎn)子中心軸垂直布置、固定密封、三分倉結(jié)構(gòu)，主轉(zhuǎn)速1轉(zhuǎn)/min，輔轉(zhuǎn)速0.5轉(zhuǎn)/min。預(yù)熱器由轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)，通過特殊形狀的金屬元件從煙氣中吸收熱量，然后將熱量交換給冷空氣，由于預(yù)熱器轉(zhuǎn)子緩慢地旋轉(zhuǎn)，煙氣和空氣交替地流過受熱元件。

1.2 空氣預(yù)熱器運(yùn)行參數(shù)及堵塞的原因

（1）空預(yù)器設(shè)計(jì)參數(shù)。一次風(fēng)入口風(fēng)溫：26℃（MCR）;一次風(fēng)出口風(fēng)溫：310℃;二次風(fēng)入口風(fēng)溫：23℃（MCR）;二次風(fēng)出口風(fēng)溫：330℃;煙氣進(jìn)口溫度：363℃;煙氣出口溫度：146/142℃。

（2）空預(yù)器堵塞的原因分析。主要原因：1）鍋爐燃煤特性與設(shè)計(jì)值偏離較大。至2016年以來供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，尤其是去產(chǎn)能政策持續(xù)推進(jìn)，燃煤供應(yīng)持續(xù)緊張且市場(chǎng)價(jià)格持續(xù)高位，燃煤機(jī)組利潤(rùn)空間受到雙重壓縮，采取配煤摻燒方式降低燃煤采購單價(jià)，便成為提升企業(yè)盈利能力的重要手段之一。由于入爐煤種嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值，從而造成相同負(fù)荷下燃煤量大幅增加，從而鍋爐燃燒產(chǎn)物中灰分含量大幅增加，從而加劇了鍋爐尾部受熱面磨損、結(jié)焦堵塞的程度;同時(shí)由于入爐煤質(zhì)含硫量的增加，導(dǎo)致煙氣中硫化物成分進(jìn)一步增加，直接增加了SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行中硫酸氫氨生成的可能性，從而導(dǎo)致在鍋爐尾部空預(yù)器煙溫較低部分結(jié)露，加大了空預(yù)器堵塞的嚴(yán)重程度。2）隨著國(guó)家“節(jié)能降耗、保衛(wèi)藍(lán)天”戰(zhàn)略的實(shí)施，火電廠環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高，導(dǎo)致燃煤機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)投入使用率升高，從而形成疊加效應(yīng)導(dǎo)致硫酸氫氨的生成量增大，進(jìn)一步加劇了空預(yù)器堵塞的程度。3）由于電力市場(chǎng)體制改革的不斷深入，燃煤機(jī)組參與電網(wǎng)深度調(diào)峰的頻率與幅度不斷加大，而鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行的情況下爐膛熱負(fù)荷處于低位狀態(tài)，鍋爐排煙溫度較低從而進(jìn)一步加劇硫酸氫氨在空預(yù)器部位的結(jié)露，再次加劇空預(yù)器堵塞程度。4）由于機(jī)組在運(yùn)行中加減負(fù)荷頻繁，空預(yù)器壓差大導(dǎo)致爐膛負(fù)壓、送、引風(fēng)機(jī)出力波動(dòng)較大，從而在燃燒調(diào)整過程中不及時(shí)、不得當(dāng)導(dǎo)致尾部受熱面結(jié)焦，從而加劇空預(yù)器堵塞程度。

2 關(guān)于預(yù)防空預(yù)器堵塞的技術(shù)措施與具體實(shí)施方案

2.1 常規(guī)性防堵塞措施

（1）鍋爐尾部空預(yù)器、SCR反應(yīng)區(qū)蒸汽吹灰。原理：利用蒸汽的氣動(dòng)能量，使其在空預(yù)器受熱面處與粉塵以及附著物產(chǎn)生振蕩破壞，阻止粉塵粒子在受熱面表面沉積，以便使煙氣將其帶走或靠自身重力沉降，達(dá)到清灰的目的。

某廠鍋爐吹灰主汽源取至鍋爐末級(jí)過熱入口集箱，壓力25.9MPa，溫度522.7℃;機(jī)組在啟動(dòng)初期負(fù)荷低于10%時(shí)，空預(yù)器吹灰汽源由高壓輔助蒸汽系統(tǒng)供給，其壓力1.5MPa，溫度350℃。

（2）空預(yù)器激波吹灰。利用乙炔與空氣通過流量控制裝置按一定比例混合，由高能點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃燃?xì)饣旌掀鲀?nèi)的混合氣體，混合氣體發(fā)生爆燃，在紊流器中形成高壓、高速氣流，由沖擊管噴口噴出，產(chǎn)生瞬間沖擊波;沖擊波將能量積聚于極短時(shí)間和空間，在氣體介質(zhì)中形成能量間斷面，使氣流的壓力和速度產(chǎn)生突變，其瞬間傳播速度可達(dá)1000m/s，其波峰瞬時(shí)壓力值大約1Mpa。當(dāng)沖擊波作用于積灰表面時(shí)，其聲能和動(dòng)能將對(duì)灰塵粒子產(chǎn)生沖擊和加速擾動(dòng)，使之與受熱面分離，從而脫落。

（3）機(jī)組運(yùn)行過程中優(yōu)化SCR反應(yīng)器噴氨投入方式。主要通過技能改造和優(yōu)化運(yùn)行的方式，精準(zhǔn)檢測(cè)氮氧化物的出口濃度以及氨氣的逃逸率，從而精細(xì)調(diào)整氨氣的流量，控制煙塵中氮氧化物的排放值在35ppm與42ppm之間，從而進(jìn)一步降低空預(yù)器部分硫酸氫氨的生成，減緩空預(yù)器堵塞程度。

2.2 對(duì)空預(yù)器堵塞技術(shù)的進(jìn)一步探究

（1）空預(yù)器熱熔。原理：針對(duì)某廠630MW鍋爐A側(cè)空預(yù)器堵塞嚴(yán)重的現(xiàn)狀，利用提高A側(cè)空預(yù)器出口排煙溫度的方法使硫酸氫銨氣化分解以降低空預(yù)器阻力。

一是當(dāng)機(jī)組負(fù)荷處于350MW以上時(shí)，全開A、B側(cè)二次風(fēng)熱風(fēng)再循環(huán)，投入A、B空預(yù)器冷端連續(xù)吹灰，吹灰壓力1.5Mpa以上，關(guān)閉A、B送風(fēng)機(jī)出口聯(lián)絡(luò)擋板，在保證引風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行前提下增加A引風(fēng)機(jī)出力，減少B引風(fēng)機(jī)出力，維持爐壓正常。發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)有失速、喘振現(xiàn)象應(yīng)減小兩側(cè)風(fēng)機(jī)出力偏差，暫停操作。二是在保證送風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行前提下增加B送風(fēng)機(jī)出力，減少A送風(fēng)機(jī)出力，維持風(fēng)量、氧量正常。發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)有失速、喘振現(xiàn)象應(yīng)減小兩側(cè)風(fēng)機(jī)出力偏差，暫停操作。三是控制#3A空預(yù)器出口煙溫（<2℃/min）逐漸提高至160℃以上。發(fā)現(xiàn)空預(yù)器電流超過20A時(shí)暫停操作。

（2）空預(yù)器在線水沖洗。原理：將閉式水箱來水經(jīng)過空預(yù)器高壓沖洗水泵加壓至10MPa以上，然后通過A側(cè)空預(yù)器冷端吹灰器運(yùn)行，對(duì)A側(cè)空預(yù)器進(jìn)行連續(xù)在線水沖洗。

具體步驟：1）檢查#3爐負(fù)荷大于400MW且穩(wěn)定，檢查#3爐空預(yù)器運(yùn)行正常，電流穩(wěn)定在12-15A，就地檢查無異音;2）檢查#3爐空預(yù)器蒸汽吹灰系統(tǒng)已經(jīng)全部退出并在手動(dòng)位;3）檢查#3爐引、送、一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，制粉系統(tǒng)、電除塵運(yùn)行正常;4）通過調(diào)整#3爐引、送風(fēng)機(jī)偏差，將A側(cè)排煙溫度提高至150度以上;5）通知檢修，投入#3爐A側(cè)空預(yù)器在線高壓水沖洗;6）開啟#3機(jī)閉式水補(bǔ)水旁路門半圈左右;7）檢查排煙溫度下降不超過10度，空預(yù)器電流波動(dòng)不大于5A，否則立即停止;8）沖洗完畢，通知檢修退出#3爐A側(cè)空預(yù)器在線高壓水沖洗并對(duì)管路進(jìn)行放水;9）關(guān)閉#3機(jī)閉式水補(bǔ)水旁路門。

3 結(jié)束語

當(dāng)前，電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已進(jìn)入白熱化階段，深入探討和研究空預(yù)器防堵塞技術(shù)對(duì)于保證燃煤機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可靠運(yùn)行具有重要的作用，同時(shí)是實(shí)現(xiàn)機(jī)組出力調(diào)的下、帶得上，穩(wěn)得住的一項(xiàng)關(guān)鍵。雖然目前已經(jīng)提出了空預(yù)器堵塞治理的多種辦法，但仍有一些問題是我們所不能解決的。在今后的工作中，我們應(yīng)創(chuàng)新思維、不斷尋找行之有效的解決方法，提高空預(yù)器安全運(yùn)行的可靠性，從而為推動(dòng)燃煤機(jī)組高質(zhì)量、高效率運(yùn)行做出貢獻(xiàn)。