空预器在线冲洗技术应用实践与分析

刘恩生

（华电国际技术服务中心，山东 济南 250014）

某发电厂锅炉型号为WGZ1112/17.5-3，系武汉锅炉厂生产的亚临界自然循环汽包炉，单炉膛、前后墙对冲燃烧、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构∏型布置。每台锅炉配备两台50%BMCR容量的回转式三分仓空气预热器，空气预热器主轴垂直布置，烟气和空气以逆流方式换热，主要由转子、蓄热元件、密封系统、控制系统、传动系统、吹灰器以及清洗装置等部分组成。锅炉脱硝采用低NOx燃烧器改造加SCR技术路线，采用选择性催化还原（SCR）技术，催化剂采用模块化设计，选用板式催化剂，按“2+1”模式布置，采用液氨作为还原剂。

1 空预器压差情况

脱硝系统投运后，该机组两侧空预器差压缓慢上升，2个月内达到设计值1.5倍以上。炉膛负压发生脉动，最大达到±300 Pa；空预器漏风量增大，两侧排烟温度均有不同程度的增加，锅炉排烟损失增加；送引风机、一次风机电流增加，风机电耗明显增加，高负荷时甚至引起了引风机失速，已经严重影响了机组的安全、稳定运行。差压上升是由于空预器蓄热元件积灰结垢堵塞造成的。火电机组进行环保改造增设SCR脱硝装置后，空预器入口烟气中SO3浓度增加，烟气酸露点温度提高，在低于220℃的条件下，烟气中SO3与NH3反应主要生成NH4·HSO4，在146～207℃，硫酸氢氨为高黏性液体，易于黏附在空预器的中低温换热面，黏附烟气中的飞灰，空预器堵塞问题普遍恶化，空预器压差增高，热交换效率下降。硫酸氢铵生成、沉积示意图如图1所示。

2 空预器冲洗方式及利弊

空预器冲洗目前可采取停运后清洗、半边隔离清洗及在线高压水清洗三种方式。停运后清洗彻底，实施简单，但受到检修计划和检修时间的限制，灵活性较差。半侧隔离清洗影响机组运行负荷、单侧风机运行时间长，风险大；清洗终点难以判断；一般电厂空预器出口无烟气挡板，系统无法隔离，施工困难。在线高压水清洗不需要停机及系统隔离，操作简单，容易实现，清洗终点容易判断。但操作不当可能造成排烟温度降低，有低温酸腐蚀风险；传热元件温差变化对空预器变形、裂纹等的负面影响尚无明确结论。

图1 硫酸氢铵生成、沉积示意图

3 空预器在线冲洗实践

3.1 冲洗前的准备工作

高压水泵额定压力为50 MPa，喷头为前冲式，喷嘴数量1个，喷嘴直径为1.2 mm。冲洗水的水源取自工业水，冲洗水温控制在60～70℃。水量控制在3 t/h以下，防止水量过大造成烟道积水、烟气含水量过大造成后部电除尘受潮。冲洗压力初步设定为20 MPa，后期根据试验将正式冲洗压力确定为30 MPa，实践证明此压力范围比较合适。压力过小会影响冲洗效果，压力过大则会使陶瓷元件镀层损伤概率提升。冲洗前，应确认灰斗排灰正常，能正常排出灰斗积灰和冲洗初期的泥水。冲洗水枪架设的开孔位置位于空预器烟气侧冷端，转子从二次风侧转入烟气侧的初始位置。空预器内部安装冲洗车轨道，冲洗车从空预器后侧新开的冲洗门进入。为了保证冲洗工作的安全，高压清洗水枪距离空预器转子保持500 mm，防止水枪与空预器转子碰撞。临时搭设的水冲洗平台上架设水冲洗枪托架，托架高度与法兰孔底部同高，保证冲洗枪水平运动，防止枪头忽高忽低，发生碰撞危险或影响冲洗效果。

3.2 冲洗过程和注意事项

单侧空预器冲洗前、冲洗进行中，运行、检修人员应做好检查、特护工作，全面检查各转机运行情况，试验各油枪装置的备用情况，油枪必须保证有备用。如果煤质差、设备发生故障、燃烧不稳，则应立即投油助燃；备用设备提前进行切换试验，消除影响运行的缺陷，保证各系统运行正常；机组负荷在90%BMCR负荷以上运行；冲洗期间保证入炉煤煤质稳定，各系统运行参数稳定，尽量多监视少调整，减少对锅炉的扰动；保持冲洗侧送风机压力高于运行侧100 Pa。

在正式冲洗前进行试冲洗，试冲洗压力由低到高，在空预器冷端烟气侧入孔门检查传热元件是否发生冲裂，偏斜和破损现象。空预器电流保持稳定，无摩擦异响，排烟温度平均降幅10℃，但保持在110℃以上。

试验无异常后转入正式冲洗，采用底部冲洗，采用先外后内的顺序，做到不漏洗、不重复洗。从转子外环开始逐步向内环移动。冲洗水枪每20 min移动一次，每次移动20 mm。在向转子中心移动过程中，由于冲洗点处圆周方向转子移动速度逐渐下降，适当缩短冲洗持续时间，保证单台空预器的冲洗时间控制在72 h以内。

冲洗中观察机组负荷在70%BMCR负荷时，从空预器下部窥视窗可以看到冲洗水痕迹，容易沾灰。机组负荷增加到90%BMCR负荷以上时，冲洗水痕迹蒸发消失。据此判断，机组负荷相对较高时，烟温、烟气流速升高，水分蒸发快，对蓄热元件冲击相对减小，冲洗效果更加明显。

3.3 冲洗数据分析和评价

在冲洗中、冲洗后，应观察空预器驱动电机电流、排烟温度、烟道排污情况及除尘器运行是否正常。观察和记录高压水冲洗时间、压力、空预器在冲洗前后机组负荷、烟气和空气侧差压、送风机和引风机电流、炉膛压力、热风和排烟温度等参数。对比机组相应负荷下冲洗前、后的空预器烟气侧差压，对空预器清洗效果进行对比分析。经过6 d的冲洗，空预器差压在机组满负荷运行时空预器烟气侧1.6/1.9 kPa差压降低为1.0/1.0 kPa。机组负荷为240 MW时，空预器烟气侧差压降低为0.8/0.9 kPa，送风机电流降低约5 A，引风机电流降低20～30A，空预器在线冲洗达到了预期效果。

4 结束语

经过在线水冲洗，达到了降低空预器压差、风机电流，提高机组安全性和经济性的目的。冲洗过程中未发生空预器的可能，由于冲洗水冷却导致动静部分摩擦、电流增大甚至卡死，炉膛压力波动；排烟温度降低引起空预器烟气端低温腐蚀和电除尘电极板腐蚀等问题。实践证明，经过充分论证、细心准备和精心操作，空预器在线水冲洗是可行的，解决了空预器压差大的问题。

在冲洗后的机组检修计划中，增加了对空气预热器转子径向板和横向板变形、转子中心筒和仓格板焊缝的检查项目，未发现因冲洗造成的转子变形和焊缝开裂现象。在检修中，将该项目作为反措项目执行，以确认在线水冲洗是否对空预器安全运行可能造成的影响。由于空预器蓄热元件运行温度在300～350℃，冲洗水与蓄热元件温差较大，对蓄热元件寿命会有一定的影响。因此，从保护设备安全和提高综合经济效益的角度看，应从脱硝系统流场优化、喷氨调平以及保证催化剂性能等方面减少硫酸氢氨的生成，从空预器蓄热元件高度、波形、吹灰投入等方面减少硫酸氢氨的沉积，减少在线冲洗水次数。

［1］谢坚勇.回转式空气预热器堵灰原因分析及其预防措施［J］.热力发电，2007（06）：55-57.

［2］邢希东.回转式空气预热器吹灰系统及改进经验介绍［J］.锅炉技术，2008（02）.