大型燃煤电厂空预器堵塞分析及处理

大型燃煤电厂空预器堵塞分析及处理

娄彦奎 李坤鹏 马成海

华润电力登封有限公司 河南省登封市 452473

摘要：本文基于空预器堵塞造成的不良影响，分析引发堵塞问题的原因，并提出优化处理的方式，包括炉煤、吹灰、发电机以及灰垢冲洗四个方面的内容。空预器的堵塞会提高机组的工作阻力，由此造成锅炉的工作质量下降，影响机组工作的稳定及安全程度。

关键词：燃煤电厂；空预器；堵塞问题

引言：近几年，空预器的堵塞问题依然成为燃煤电厂运行期间的主要制约因素之一，不仅会提高运行的成本投入，还易引发安全生产问题。因而，相关管理人员应当明确此问题的危害性，并分析影响因素，有针对性的进行优化运行处理，以保证机组的正常运行。

1空预器堵塞的危害

燃煤电厂空预器发生堵塞情况，会加大燃煤电厂的经济成本投入，若堵塞程度过于严重，还易出现严重的安全生产事故，甚至造成人员伤亡。空预器出现堵塞问题造成的危害具体可分成五个方面。其一，系统运行的阻力增加，提高了设备实际的耗电量，研究表明，系统阻力每提高1kPa，会增加煤耗0.46g/kW·h；其二，增加蒸汽的消耗量，由此造成大量的经济损失，相关的参数可表示为1.5MPa，300摄氏度，造成的煤消耗量大致在1.2g/g/kW·h；其三，形成堵塞或热损失，影响换热的效果，排烟温度的提升，其煤消耗量会提升1至3 g/kW·h；其四，会影响机组整体的构造稳定程度，导致炉内的燃烧效果下降，炉内处于欠氧燃烧的状态，煤炭燃烧的稳定性无法保障；其五，安全风险提升，由此提升了安全生产事故的发生概率，例如风机失速等，若机组的运行阻力过大，可能需要停机进行检修处理^[1]。

2大型燃煤电厂的空预器堵塞原因

造成空预器出现堵塞问题有多种原因，因而需要从多个方面加以预防处理。锅炉工作期间需向其填充支持燃烧的物质，在燃煤电厂以炉煤为主，其本身的质量直接对空预器工作状态造成干扰。近年来，燃煤电厂为保障自身的经济效益以及出于其他方面的综合考量，使用的炉煤质量较差，其中的硫元素含量过高。此类煤块经过燃烧后，形成的积灰相对更多，长此以往便易引发空预器的堵塞，使锅炉无法正常工作。同时，部分燃煤电厂为满足当前煤炭市场的形势，便使用掺烧煤泥、煤矸石等低热值的煤炭。此种燃烧物的发热能力较弱，内部的含水量较大，燃烧此类煤炭，会提高机组的工作压力，同时需要消耗更多的煤炭，排烟量也会有所增加，烟气的流速相对更快，大幅增加了机组的运行阻力。

锅炉启动期间，应用油枪点火或给煤机时，其炉内的温度偏低，且煤粉燃烧效果较弱，极易产生大量的飞灰。部分未能充分燃烧以及未经过燃烧的物质便会增加空预器堵塞的风险。此外，机组的吹灰参数问题，若出现吹灰疏水不畅以及此环节工作时间过短的问题，极易引起空预器吹灰蒸汽过热度偏低，造成吹灰效果不佳。根据大量的数据试验结果限制，机组吹灰蒸汽的过热度需超过一百三十摄氏度。若吹灰装置的减压效果不佳，则会提高蒸汽的含水量，不仅影响最终的吹灰效果，甚至还受到内部高温的影响，出现板结现象。而若使用乙炔开展吹灰工作，需要确保其和空气的比例大致处于十二左右，由此保证吹灰的效果。

空预器的冷端温度相对偏低，因而易发生结露问题，引发黏结飞灰的现象。烟气流速和其带动的飞灰可冲刷换热元件上的附着物，但由于冲刷效果无法达到黏结速度，空预器经过长时间的运作，元件上的附着物会逐渐累积，由此形成堵塞。缩小涌流的面积，引风机因此提高出力率，为整个机组工作埋下安全隐患。此外，锅炉点燃期间，需开展吹风工作，最大限度地吹出炉内残留的烟尘，但在实际操作过程中，相关工作者对此方面缺少应有的重视，导致吹风作业不彻底，炉内的烟尘残留量过多，出现凝结问题，导致空预器无法正常运作。

空预器堵塞问题也受到清洗检修的影响，部分燃煤电厂内部关于此项构造的管理体系不健全，因而实际工作缺少明确的开展标准，埋下故障隐患。一方面，检修作业不合理。近几年，部分燃煤电厂缺少健全的检修制度，实际的检修频率偏低，无既定的检查间隔，因而，技术人员无法及时发现设备的问题。另一方面，清洗作业不到位。大部分燃煤电厂借助高压冲洗完成设备清洗，该种方式总体而言具有一定的效果，但其无法处理细节部分，长此以往形成堵塞问题。对于低排放系统中，空预器压差偏大，对其本身的运作状态有所干扰，严重情况下便会形成堵塞，在该层面引发堵塞问题的原因主要涉及到两个方面。其一，配置SCR系统后，使用催化剂基于形成凝结问题，由此引发堵塞问题。SO₂转变成SO₃，其中未进行反应的物质形成硫酸铵，并附着于空预器，由此造成堵塞问题。其二，氨逃逸的浓度偏高也易引发堵塞问题，其量过大，会提高硫酸铵附着的概率及附着量，导致堵塞问题严重。而氨逃逸过大是受到烟气流等问题的影响。

3大型燃煤电厂空预器堵塞处理方式

3.1合理选用炉煤

在选用炉煤期间，需严格根据既定标准购进，以免由于燃烧物的问题引起空预器的堵塞。一方面，当地有关部门和燃煤电厂需明确具体的选煤标准，合理划定燃烧物的质量范围，并结合实际情况适当调整。若锅炉的质量较好，则可合理扩大选煤的质量范畴，但煤块内的硫元素含量不可超过百分之一点五。另一方面，燃煤电厂在购进炉煤期间，应当注重供应商以及渠道。对于大型燃煤电厂而言，其对炉煤的需求量通常较大，因而，相关人员更应谨慎，避免出现劣质煤炭。在实际采购期间，采购人员可对供应商本身的运营资质进行调查，确定合格后再与之合作，以从燃烧物方面避免出现堵塞的问题。若空预器的差压偏高，需调整给煤的种类，使用高热值的煤炭，控制褐煤的填入量，由此减少氮氧化合物以及三氧化硫的产生量，相应的喷氨量以及ABS也会随之降低。同时，借助烟煤灰尘本身的硬度，可以有效清理换热板上的烟尘。

3.2强化吹灰管理

明确并适当提升吹灰的标准，对于大型燃煤电厂而言，其吹灰作业的间隔应控制在八个小时左右，并确保过热度超过一百三十摄氏度。此过程中若出现差压呈现增加趋势，可适当缩短作业的间隔时长。此外，在蒸汽吹灰结束后，工作人员应当即刻关闭使用的设备，以免发生内漏的问题，导致蒸汽进入机组内部，引起冷凝、板结等问题。具体而言，空预器的差压若出现提升速度过快的问题，需要在其增加后，适当提升设备的吹灰母管的压力，控制吹灰作业的频率。在气温较低的情况下，排烟的温度也会随之下降，机组的冷端吹灰设备需适当提高工作的频率。改良吹灰设备期间，技术人员应当考量双介质以及一点多喷口的结构形式，以强化同一时间段内的吹灰效果，保证穿透的深度基本处于八百到一千毫米的范围内。若想保证吹灰环节的开展质量，除提高压力、频率等方面外，还应确保工作面和堵塞位置基本一致。具体需结合锅炉排出的烟气成分以及空预器内部结构，以掌握易发生堵塞问题的位置，保证吹灰作业可以完全覆盖堵塞区域，引起残留灰粒的振动，由烟气带出^[2]。

3.3发电机的应用

燃煤电厂的工作人员应当确保发电装置的应用合理性，以免影响锅炉的有效工作引起空预器堵塞。对此，其一，工作人员需控制发电装置应用的频率，不应为节能提高启停的次数，对装置本身产生较大的影响，保证设备的构造质量，尽量减少灰尘的沉积量。其二，强调吹风设备的应用，具体需要强化基层工作者的应用意识，以为锅炉正常运行提供基础保障。为此，可定期开展专业操作的教育培训活动，促使工作者明确操作流程，提高其工作质量，以免发生堵塞情况。

3.4整体运行优化

通过优化燃料及燃烧达到控制灰与NH₄HSO₄的产出量，以从源头处预防堵塞情况的出现。燃料层面，可通过优化燃煤掺配比，确保燃料中的各个成分处于相对稳定的状态，如硫、水等。而从燃烧的层面而言，应当合理调整配风，尽量缩小两侧的温度差，以保证烟气的流畅度，形成较为稳定的烟气氧量，控制氧氮化合物的产生量，并控制用氨量。具体需结合给煤种类、燃烧情况等进行合理调整，以控制炉内的运行氧量。而从脱硝方面而言，需控制对自然大气的污染量，并根据经过调整的烟气流场，优化脱硝系统的喷氨量，以控制氨逃逸与NH₄HSO₄，由此最大限度地避免因脱硝投入造成的积灰及堵塞问题，达到脱硝质量与预热器之间的平衡。此外，保证漏风效果也对处理堵塞问题有一定的帮助作用。漏风率较高的情况下，会提高冷空气的漏入量，促使冷端温度下降，由此形成结露现象，极易引发堵塞。对此，在优化预热装置时，需控制机组的漏风率。开展整体运行优化模式，实际操作效果较好且可应用的范围较大，优化的资金投入量相对较少，不会对机组的正常工作产生较大影响。

3.5在线水冲洗法

引起蓄热元件发生堵塞的物质成分包括灰、NH₄HSO₄等，具备较强的粘附性，其在70摄氏度左右的水中会出现溶解度的极值。在线水冲洗方式是指在机组工作期间，使用70摄氏度左右的高压水，将其投入于机组冷端，借助机组本身的转动完成冲洗工作，以达到疏通堵塞的目的。例如，某燃煤电厂装设该冲洗系统，使用的冲洗水是来自补水管道，水通过过滤装置后可直接对其实施加压处理，并借助清洗设备喷出，以清理元件上的物质。此清洗设备装设在空预器的烟气出口位置，且采取一一对应的安装模式。与传统的蒸汽吹灰相同，属于半伸缩，因而不会占用过多的空间。工作人员应用此种冲洗系统时，开启高压装置后，需结合机组电流以及烟气的温度波动情况，实施分段加压，以免突然投入大量的高压水，影响机组的正常工作^[3]。

结束语：总体而言，空预器堵塞会产生较为严重的影响，引发堵塞问题的原因及处理方式较多。对此，燃煤电厂可结合自身的运营情况，改良炉煤质量、发电装置管理以及吹灰、冲洗系统，从多个方面减少灰垢，规避可能引发堵塞问题的因素，保证燃煤电厂的稳定运行。

参考文献：

[1]贾昌明,王泰锦,林帆,等.燃煤电厂空预器堵塞的预防与治理[J].节能与环保,2020(04):48-49.

[2]舒健.某燃煤电厂600MW机组空预器堵塞原因及应对措施[J].低碳世界,2019,9(09):94-95.

[3]余斌,李剑,徐小琼,等.新排放条件下燃煤电厂空预器堵塞问题的控制技术研究[J].浙江电力,2018,37(01):62-67.