1000MW燃煤锅炉空预器堵塞问题分析

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　　【摘 要】空预器的运行状况对锅炉的安全和经济运行有着重大影响。空预器的堵塞问题一直存在，特别是在加装脱硝后，堵塞情况更加严重。因此，怎么有效减少空预器堵塞是各大火电机组积极探索的方向。
　　【关键字】燃煤锅炉;空预器;堵塞
　　中图分类号： TM621 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）12-0179-002
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.087
　　【Abstract】The operation status of the air preheater has a great influence on the safety and economic operation of the boiler.The blockage problem of air preheater has always existed.The blockage situation is even more serious  after adding denitrification.Therefore，how to effectively reduce air preheater blockage is the direction of active exploration for major thermal power units.
　　【Key words】Ultra Supercritical Unit; Air Preheater; Blockage
　　0 前言
　　投运脱硝后，国内很多燃煤锅炉出现了空预器差压增大，甚至堵塞现象。我厂#3锅炉空预器采用豪顿33.5VNT2000型三分仓式，空预器结构为两段式分为冷段和热段1100+1100，冷段涂搪瓷。我厂2013年1月中下旬以来，#3锅炉空预器出现逐渐堵塞的问题，空预器压差明显增大。锅炉脱硝装置投产后，首次在空预器发现主要成分为硫酸氢氨的黏稠状物质。
　　1 空预器堵塞的一般原因
　　1.1 燃烧煤种偏离设计值
　　煤种的硫份对空预器堵塞存在较大的影响。根据某厂经验，当煤硫份长时间>0.8%后，会缓慢导致空预器差压增大。燃煤中硫份越高，硫氧化物含量越高。烟气露点温度受SO3浓度影响很大。SO3含量越高，烟气露点升高越明显。如果空预器的温度低于烟气露点，H2SO4蒸汽就会在空预器凝结。烟气中的灰就会粘附在空预器的冷端处上，形成积灰和堵塞。另外，燃煤灰分过高，会使空预器结焦堵灰、磨损严重。
　　1.2 运行调整不当
　　锅炉长期负荷偏低，排烟温度低，脱硝催化剂入口烟气温度偏低，氨逃逸大，硫酸氢氨生成量增大。机组升降负荷、启停制粉系统时，煤粉未完全燃烧，容易造成空预器堵灰。锅炉启动时，吹灰不够，吹灰蒸汽温度太低。另外，空预器用蒸汽吹灰时，疏水未排尽，使吹灰蒸汽带水，从而造成飞灰粘附在空预器受热面，导致空预器堵塞。
　　1.3 空预器吹灰系统故障或吹灰器安装不良
　　吹灰器故障，导致无法投入空预器吹灰。吹灰减压阀调节性能太差，使蒸汽带水，一方面减弱吹灰效果，另一方面在高温下，还会使空预器的积灰泥化板结，加重堵塞。锅炉空预器吹灰进汽阀故障，导致空预器漏入水蒸气，堵塞加重。我厂#3锅炉空预器冷端吹灰器喷口距离冷端换热元件远，未达到设计要求，吹灰效果差，导致A空预器在粘灰初期无法及时吹扫干净，逐渐发生堵塞。
　　1.4 SCR运行影响
　　安装SCR 脱硝系统后，脱硝喷氨的自动调节性能差，会造成ammonium bisulfate（ABS）现象，加重空预器堵塞。SCR发生的副反应： SO2+1/2O2->SO3; SO3+H2O->H2SO4; SO3+NH3++H2O->NH4HSO4; SO3+2NH3+H2O->（NH4）2SO4。液态的NH4HSO4是一种黏稠状物质，会吸附飞灰，加剧空预期堵塞。有效控制SO3和NH3浓度，就能抑制空预器堵塞。
　　我厂脱硝装置氨逃逸测量不准，导致氨逃逸率高：另外，在催化剂烟气温度已偏低的情况下，使用主汽对催化剂吹灰次數过多，造成氨逃逸更高，硫酸氢氨生成量增大，空预器逐渐堵塞。
　　2 空预器堵塞的现象及危害
　　2.1 空预器堵塞的现象
　　在运行过程中，发现空预器烟气压差增大，一次风压、二次风压有规律的增大或者减小;一次风机、送风机、引风机电流出现摆动，这就说明空预器此时已经出现堵塞现象。
　　2.2 空预器堵塞的危害
　　空预器堵塞不仅影响锅炉的经济运行，还影响锅炉的安全运行。空预器流动阻力增大，会增大风机电耗;热一次风压、二次风压、周期性摆动，会使风机电流忽大忽小，容易引起送风机喘振。还会加剧空预器低温腐蚀，严重堵塞时，还会导致锅炉限负荷，甚至停炉检修。
　　3 改善空预器堵塞的措施
　　3.1 控制入炉煤质
　　在考虑机组安全性上应适当降低入炉煤质的硫份，对缓解和控制空预器堵塞有较好的作用。另外，煤种的灰分对空预器堵塞也有较大的影响，应对其进行适当限制。
　　3.2 优化运行调整
　　尽量控制排烟温度在合理范围，略高于露点温度。保证炉膛氧量满足最低氧量要求，减少生产不完全燃烧产物，有效抑制空预器堵灰;同时，氧量不能太大，避免生成大量的SO3。烟气中的硫份越多，生成的硫酸氢氨的量就会越大。加减负荷过程中，保持制粉系统在最佳的运行方式;启停制粉系统时，保持足够的一次风温和出口温度，增大煤粉细度，减少未完全燃烧，可以有效减小尾部空预器堵灰。
　　3.3 优化空预器吹灰方式
　　机组启、停时，机组低负荷运行时，空预器进行连续吹灰。每4-8小时，对空预器进行吹灰，吹灰蒸汽压力和温度要适宜。每次吹灰前，吹灰疏水温度要达到规定值，暖管时间充分，防止湿蒸汽进入空预器。如果发现空预器阻力增大，应增加吹灰次数。运行中，重点监视空预器差压，出现空预器差压增大时，及时投入空预器连续吹灰。 　　3.4 加强吹灰系统的综合治理
　　机组大小修期间及每次停炉后，对空预器吹灰器枪管和枪头喷口进行全面检查，确保吹灰器装置运行正常。
　　3.5 严格控制氨逃逸
　　氨逃逸是产生ABS现象的主要根源。喷氨量大，脱硝率高，会造成氨逃逸率高，硫酸氢氨的生成量就越大。优化调整喷氨调节性能，保证喷氨均匀性，催化剂活性下降时及时更换。SCR运行过程中，在环保指标不超规定值的情况下，尽量少喷氨，减小氨逃逸;发现喷氨调节不正常时及时切到手动来调整。热工人员定期对喷氨流量、氨逃逸率测点进行校正。
　　3.6 减少脱硝入口NOX
　　一般控制NOX入口不大于450mg/m3，否则喷氨量较大对空预器差压有一定影响。运行中可以通过调整配风、及时启停制粉系统、减少炉膛送风量等措施来减少NOX的生成，从而降低喷氨量，减小NH4HSO4的生成。合理的制粉系统的运行方式，对降低脱硝入口 NOX有着明显效果，特别是在低负荷时，制粉系统运行方式对脱硝入口 NOX有较大的影响，入口 NOX的減少，会大幅度降低喷氨量，减少和缓解空预器堵塞情况。
　　3.7 高压水冲洗
　　加装空预器清洗系统。当空预器出现堵灰严重，烟气侧差压变大时，及时安排进行空预器清洗并彻底通风干燥。潮州电厂调研结果表明，在线高压水冲洗可以有效减小空预器堵塞。
　　空预器压差达到2500pa以上时，潮州电厂采用过在线高压水冲洗（空预器吹灰器自带高压水），水压20MPa，75%负荷以上进行冲洗，间断进行，总冲洗时间8-10小时，1000MW机组空预器差压约下降800～1000Pa，600MW机组空预器差压约下降500～700Pa，冲洗效果能维持三个月左右的时间。
　　3.8 进行设备技术改造和维护
　　可以通过加装省煤器烟气旁路，提高低负荷工况下SCR入口烟气温度;采用更准确的氨逃逸测量装置，减少NH4HSO4的生成。对空预器结构、材料进行改造;当出现空预器运行参数异常时，及时停炉维修。
　　我厂#1炉空预器压差高主要原因是冷端波纹板出现松动，烟气通道变窄，且冷端和热端的波纹板波形不一致，造成冷热端烟气通道的同心度差，通流阻力大引起差压增大。波纹板松动继续发展下去就有可能出现波纹板振动撕裂产生碎片进一步堵塞通道，加剧空预器的堵塞。
　　4 结束语
　　空预器的堵塞问题在国内燃煤电厂普遍存在。尽管不可避免，但是通过控制入炉煤质、优化运行调整、定期吹灰、优化脱硝系统运行、高压水冲洗等措施可以有效减少空预器积灰堵塞问题。随着技术的不断进步，空预器的结构设计会合理，SCR的调节性能会更好，空预器的堵塞问题最终会得到有效解决。
　　【参考文献】
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