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(huì)影響鍋爐的生產(chǎn)運(yùn)行?？疹A(yù)器的積灰現(xiàn)象是由機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中受熱面等多種因素導(dǎo)致，如受熱面積灰會(huì)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(jì)損失。鍋爐空預(yù)器出現(xiàn)積灰會(huì)影響風(fēng)機(jī)的通風(fēng)效果，增加電能損耗，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致鍋爐停運(yùn)，這就造成了鍋爐的非正常啟停，直接影響電廠經(jīng)濟(jì)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(jiàn)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(dòng)阻力，導(dǎo)致傳熱件的傳熱效果下降，進(jìn)而影響預(yù)熱器的正常運(yùn)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(mén)將冷端原件進(jìn)行取出，方便進(jìn)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?lái)厚度的1/3時(shí)就要翻轉(zhuǎn)籃子框架。為了延長(zhǎng)傳熱原件的使用壽命，一般將與之對(duì)稱(chēng)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(huì)發(fā)生腐蝕情況。腐蝕也會(huì)造成空預(yù)器的積灰情況出現(xiàn)，長(zhǎng)期運(yùn)行后積灰情況會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重?？疹A(yù)器冷端的酸露點(diǎn)會(huì)因?yàn)槿霠t煤硫粉的含量增多而提高，當(dāng)酸露點(diǎn)溫度高于排煙溫度的時(shí)候蓄熱元件就會(huì)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(huì)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(jìn)行介質(zhì)的吹灰工作，需要鍋爐在使用過(guò)程中達(dá)到吹灰的壓力的時(shí)候才能使用，這個(gè)時(shí)間一般需要鍋爐進(jìn)行4 h的運(yùn)行才能得到滿足。所以一般要提前進(jìn)行一個(gè)臨時(shí)蒸汽或者空氣源進(jìn)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(jī)組啟停

機(jī)組的啟停過(guò)程也會(huì)影響空預(yù)器的堵塞情況。在啟停過(guò)程中機(jī)組一般都會(huì)排除一些溫度約（70～80）℃煙氣，煙氣經(jīng)過(guò)低溫段時(shí)會(huì)出現(xiàn)露水，而露水會(huì)粘帶灰塵堵塞空預(yù)器。在點(diǎn)火之前鍋爐溫度一般比較低，鍋爐中有一些煤粉沒(méi)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(duì)空預(yù)器長(zhǎng)期吹灰，蒸汽與低溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)低溫段時(shí)候容易出現(xiàn)水珠，同樣會(huì)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的要求時(shí)，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(dāng)機(jī)組在低溫環(huán)境和負(fù)荷較低的情況下，脫硝煙氣的溫度會(huì)有所下降，脫硝催化劑的活性也會(huì)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(duì)排煙溫度有直接影響，溫度較低時(shí)硫酸氫銨就會(huì)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(jī)入口之間的循環(huán)形成的，空預(yù)器在工作的時(shí)候機(jī)組本身有一定漏風(fēng)，熱風(fēng)再循環(huán)過(guò)程中會(huì)攜帶一些灰塵，灰塵會(huì)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(shí)，排煙的溫度下降，灰塵沉積情況會(huì)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(xiàng)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(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)在空預(yù)器的內(nèi)部出現(xiàn)比較大顆粒的灰粒，嚴(yán)重堵塞空預(yù)器，影響機(jī)組生產(chǎn)。

1.9 機(jī)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(guò)程有一定缺陷，會(huì)造成空預(yù)器中間段位清理不是很干凈，經(jīng)常出現(xiàn)機(jī)組在滿負(fù)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(shí)，每個(gè)班組都要進(jìn)行吹灰器的吹灰工作，及時(shí)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(lái)制定吹灰器的使用間隔，確定省煤器和吹灰器經(jīng)過(guò)幾次吹灰可以滿足使用要求。當(dāng)鍋爐處于蒸汽壓力重新投運(yùn)和暖爐階段時(shí)，一旦鍋爐點(diǎn)火就要運(yùn)行吹灰器，一般間隔8 h左右進(jìn)行1次吹灰工作。

2.2 工藝設(shè)計(jì)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(diǎn)。

（2）合理科學(xué)地設(shè)計(jì)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(jìn)行空預(yù)器吹灰器角度設(shè)計(jì)時(shí)，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(jìn)出口處也有伸縮式吹灰器布置。這些吹灰器的運(yùn)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(duì)流煙道位置布置的是長(zhǎng)伸縮式吹灰器。鍋爐內(nèi)的內(nèi)閣預(yù)熱器進(jìn)出口處都布置一臺(tái)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(guò)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(tái)長(zhǎng)伸縮式吹灰器、2臺(tái)爐膛吹灰器和2臺(tái)空氣預(yù)熱器同時(shí)運(yùn)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(duì)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(shí)候觀察轉(zhuǎn)子傳熱原件的表面情況，就要準(zhǔn)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(yán)格控制鍋爐內(nèi)煤的含硫量，含硫量不能超過(guò)1%。一旦發(fā)現(xiàn)入爐的含硫量＞1%就要發(fā)出報(bào)警，操作人員要及時(shí)進(jìn)行處理。

3 運(yùn)行效果分析

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

4 結(jié)語(yǔ)

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