630MW燃煤锅炉回转式空预器堵塞问题的技术探讨

盛尊东 吴江斌

摘 要：本文结合某火电厂630MW燃煤直流锅炉运行实际情况，提出了控制预防空预器堵塞的技术措施，并针对防堵措施进行了深入探讨和研究。

关键词：空预器;排烟温度;硫酸氢氨;防堵措施

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

1 回转式空预器结构与运行参数

1.1 空预器结构

某火电厂630MW锅炉空预器是豪顿华生产的31VNT1950型空预器，采用转子中心轴垂直布置、固定密封、三分仓结构，主转速1转/min，辅转速0.5转/min。预热器由转子连续旋转，通过特殊形状的金属元件从烟气中吸收热量，然后将热量交换给冷空气，由于预热器转子缓慢地旋转，烟气和空气交替地流过受热元件。

1.2 空气预热器运行参数及堵塞的原因

（1）空预器设计参数。一次风入口风温：26℃（MCR）;一次风出口风温：310℃;二次风入口风温：23℃（MCR）;二次风出口风温：330℃;烟气进口温度：363℃;烟气出口温度：146/142℃。

（2）空预器堵塞的原因分析。主要原因：1）锅炉燃煤特性与设计值偏离较大。至2016年以来供给侧结构性改革，尤其是去产能政策持续推进，燃煤供应持续紧张且市场价格持续高位，燃煤机组利润空间受到双重压缩，采取配煤掺烧方式降低燃煤采购单价，便成为提升企业盈利能力的重要手段之一。由于入炉煤种严重偏离设计值，从而造成相同负荷下燃煤量大幅增加，从而锅炉燃烧产物中灰分含量大幅增加，从而加剧了锅炉尾部受热面磨损、结焦堵塞的程度;同时由于入炉煤质含硫量的增加，导致烟气中硫化物成分进一步增加，直接增加了SCR脱硝系统运行中硫酸氢氨生成的可能性，从而导致在锅炉尾部空预器烟温较低部分结露，加大了空预器堵塞的严重程度。2）随着国家“节能降耗、保卫蓝天”战略的实施，火电厂环保排放标准进一步提高，导致燃煤机组SCR脱硝系统投入使用率升高，从而形成叠加效应导致硫酸氢氨的生成量增大，进一步加剧了空预器堵塞的程度。3）由于电力市场体制改革的不断深入，燃煤机组参与电网深度调峰的频率与幅度不断加大，而锅炉在低负荷运行的情况下炉膛热负荷处于低位状态，锅炉排烟温度较低从而进一步加剧硫酸氢氨在空预器部位的结露，再次加剧空预器堵塞程度。4）由于机组在运行中加减负荷频繁，空预器压差大导致炉膛负压、送、引风机出力波动较大，从而在燃烧调整过程中不及时、不得当导致尾部受热面结焦，从而加剧空预器堵塞程度。

2 关于预防空预器堵塞的技术措施与具体实施方案

2.1 常规性防堵塞措施

（1）锅炉尾部空预器、SCR反应区蒸汽吹灰。原理：利用蒸汽的气动能量，使其在空预器受热面处与粉尘以及附着物产生振荡破坏，阻止粉尘粒子在受热面表面沉积，以便使烟气将其带走或靠自身重力沉降，达到清灰的目的。

某厂锅炉吹灰主汽源取至锅炉末级过热入口集箱，压力25.9MPa，温度522.7℃;机组在启动初期负荷低于10%时，空预器吹灰汽源由高压辅助蒸汽系统供给，其压力1.5MPa，温度350℃。

（2）空预器激波吹灰。利用乙炔与空气通过流量控制裝置按一定比例混合，由高能点火装置点燃燃气混合器内的混合气体，混合气体发生爆燃，在紊流器中形成高压、高速气流，由冲击管喷口喷出，产生瞬间冲击波;冲击波将能量积聚于极短时间和空间，在气体介质中形成能量间断面，使气流的压力和速度产生突变，其瞬间传播速度可达1000m/s，其波峰瞬时压力值大约1Mpa。当冲击波作用于积灰表面时，其声能和动能将对灰尘粒子产生冲击和加速扰动，使之与受热面分离，从而脱落。

（3）机组运行过程中优化SCR反应器喷氨投入方式。主要通过技能改造和优化运行的方式，精准检测氮氧化物的出口浓度以及氨气的逃逸率，从而精细调整氨气的流量，控制烟尘中氮氧化物的排放值在35ppm与42ppm之间，从而进一步降低空预器部分硫酸氢氨的生成，减缓空预器堵塞程度。

2.2 对空预器堵塞技术的进一步探究

（1）空预器热熔。原理：针对某厂630MW锅炉A侧空预器堵塞严重的现状，利用提高A侧空预器出口排烟温度的方法使硫酸氢铵气化分解以降低空预器阻力。

一是当机组负荷处于350MW以上时，全开A、B侧二次风热风再循环，投入A、B空预器冷端连续吹灰，吹灰压力1.5Mpa以上，关闭A、B送风机出口联络挡板，在保证引风机稳定运行前提下增加A引风机出力，减少B引风机出力，维持炉压正常。发现风机有失速、喘振现象应减小两侧风机出力偏差，暂停操作。二是在保证送风机稳定运行前提下增加B送风机出力，减少A送风机出力，维持风量、氧量正常。发现风机有失速、喘振现象应减小两侧风机出力偏差，暂停操作。三是控制#3A空预器出口烟温（<2℃/min）逐渐提高至160℃以上。发现空预器电流超过20A时暂停操作。

（2）空预器在线水冲洗。原理：将闭式水箱来水经过空预器高压冲洗水泵加压至10MPa以上，然后通过A侧空预器冷端吹灰器运行，对A侧空预器进行连续在线水冲洗。

具体步骤：1）检查#3炉负荷大于400MW且稳定，检查#3炉空预器运行正常，电流稳定在12-15A，就地检查无异音;2）检查#3炉空预器蒸汽吹灰系统已经全部退出并在手动位;3）检查#3炉引、送、一次风机运行正常，制粉系统、电除尘运行正常;4）通过调整#3炉引、送风机偏差，将A侧排烟温度提高至150度以上;5）通知检修，投入#3炉A侧空预器在线高压水冲洗;6）开启#3机闭式水补水旁路门半圈左右;7）检查排烟温度下降不超过10度，空预器电流波动不大于5A，否则立即停止;8）冲洗完毕，通知检修退出#3炉A侧空预器在线高压水冲洗并对管路进行放水;9）关闭#3机闭式水补水旁路门。

3 结束语

当前，电力市场竞争已进入白热化阶段，深入探讨和研究空预器防堵塞技术对于保证燃煤机组的安全、经济、环保、可靠运行具有重要的作用，同时是实现机组出力调的下、带得上，稳得住的一项关键。虽然目前已经提出了空预器堵塞治理的多种办法，但仍有一些问题是我们所不能解决的。在今后的工作中，我们应创新思维、不断寻找行之有效的解决方法，提高空预器安全运行的可靠性，从而为推动燃煤机组高质量、高效率运行做出贡献。