火电机组回转式空预器堵塞清理技术措施及实用性分析

火电机组回转式空预器堵塞清理技术措施及实用性分析

祝赫

大唐七台河发电有限公司 黑龙江 七台河 154600

近些年随着国家对火电企业环保要求的不断提高，火电企业环保设施投入力度不断加大，脱硝系统作为火电机组环保设施的重要组成，承担着降低氮氧化物的主要功能，随着机组投运时间的延长，各家火电企业均出现了空预器堵塞挂垢、空预器压差过高甚至风机失速等问题。本文主要就近些年来较为成熟的空预器堵塞治理措施，从空预器堵塞的原因及经济性的角度，解读各类措施的优缺点，优化各类情况下空预器堵塞的治理方案。

一、火电企业回转式空预器常见清堵措施：

1. 空预器在线水冲洗

清理的原理主要是通过空预器消防水管道或新布置管道，采用50mpa以上压力的冲洗水对空预器元件盒进行冲洗，水通过烟气带走。常应用于长期运行或燃油硫份较高煤种的机组。采用此种清理形式的空预器冷端元件，一般为中温、冷端一体式的冷端原件，能够提供较高的刚性及整体性，高度在900mm-1300mm之间。但是对于运行时数较高，三段式蓄热元件及空预器冷热端原件磨损较为严重的机组，不建议采用此种方式，容易导致元件盒损坏加剧，甚至无法使用。该方式改造范围较小，使用方式较为灵活，不影响机组启停备用；但是清理效果持续时间短，对冷端温度较低的机组效果有限，多出的水汽凝结会加剧结垢现象的发生。改造费用在50万元以内。

2. 空预器蓄热元件表面防附着改造

该方式主要从防止堵塞的角度，进行设备改造，原理是将蓄热元件表面喷涂一层陶瓷层，该喷涂层光滑度较高，能够降低飞灰在其表面的附着力，蓄热元件表面的灰垢能够通过吹灰或烟气卷携带走，从而减缓或表面空预器堵塞的形成。但是从目前几家火电企业应用的效果来看，并不能完全避免此类问题，还需要配合在线或离线水冲洗装置使用。对于老旧的三段式蓄热原件（高温、中温及低温三分层空预器）空预器，需要进行中温层及低温层一体化改造，否则并不能起到较好的效果。陶瓷改造费用照比与考登钢，每吨单价高出30%以上。改造后不能采用机械拍打的清理方式，否则容易导致陶瓷掉落。

3. 空预器蓄热元件离线干冰清堵技术

该技术是近些年来在火电企业空预器频繁堵塞形势下，催生的新形式空预器清堵技术，原理为利用干冰颗粒将蓄热元件降低至超低温度，利用干冰受热剧烈膨胀的特性及金属与矿物质膨胀特性的不同，利用干冰爆裂的动能将蓄热元件表面结垢清理下来。优势是改动范围小、干冰不具有任何毒性及残留，较短的检修时间以及对原蓄热元件没有任何的损伤。但是费效比较高，需要机组停备，该技术费用在28-35万元/次。

4、空预器蓄热元件解体清理技术

该技术大多应用在后改造脱硝的机组上，空预器ABS现象一般产生在冷端蓄热元件200mm以内的区域内，故而在多数三段式空预器冷端原件上，冷端蓄热元件厚度在300-400mm之间，对其单独抽出清理工作量相对较小，能够较好的保证清理效果。但是需要注意元件盒解体后回装工艺的控制，要保证焊接的牢固性，避免二次清理导致元件盒损坏或运行期间解体。该技术可以大幅度降低清理周期及清理费用，能够保证较好的清理效果。300MW机组单次清理费用在15万元左右。600MW机组清理费用在22万元左右。但是对于中温端及冷端一体式的蓄热元件（高度1000mm以上），其清理费用及周期会大大提高，基本不具有经济性。

二、空预器清堵技术未来的发展方向

空预器清堵技术作为火电机组脱硝改造后催生的新事物，其作用只能降低、延缓或短期治理空预器ABS现象带来的影响，并不能从根本上解决问题。现阶段空预器清堵的根本是防堵，防堵的根本是控制氨逃逸、控制喷氨均匀性，降低、减缓ABS现象的发生，尽可能延长机组单次轮修后的运行周期。

从目前常用的技术措施来看，对于新投运机组，采用中温端冷端一体式大孔径陶瓷喷涂蓄热元件，配合在线水冲洗装置，再配合较高的冷端温度，可以大幅度提高设备在线运行周期，检修工作量更低，清堵方式更为灵活，这也是近些年新建机组的选型设计方向。一些相对较早的采用两段式空预器的机组，也可采用类似技术进行改造，减缓或降低空预器堵塞带来的影响。

对于老旧三段式空预器蓄热原件的机组，首先要评估空预器冷端蓄热元件的健康状况，及时更换或修复损坏的冷端蓄热原件，避免ABS现象及冷端结垢腐蚀现象危及中温层，造成更大的损失。更换蓄热原件要适当更型，如提高蓄热原件间距，增加蓄热原件厚度，优化蓄热原件封装形式，会大大降低后期维护、清理的工作量。

其次要根据自身状况制定合适的空预器清堵措施，目前看在线高压水冲洗对于三段式空预器蓄热原件并不是十分明智，高达40-50MPA的水流会严重破坏蓄热元件，导致蓄热原件劣化加剧，清堵效果适得其反；蓄热原件表面陶瓷喷涂并不能避免冷端继续结垢，但是会降低停备检修期间的清理工作量（只限于水冲洗），如堵塞过于严重无法冲洗，其对机械拍打的清理方式适应性不好，会导致陶瓷脱落；解体式空预器清理方式，检修周期较长、工作量较大，涉及的检修工艺较多，如过程管理不严或不细致、检修次数过多，都会造成蓄热元件结构强度降低甚至损坏。但是清理效果最好，费效比较低。干冰清堵技术可作为未来空预器清堵技术的发展方向，其清理方式能够避免损坏蓄热原件，清理后无二次废物的产生，清理时间较短，清理方式相对灵活，如在大范围内应用，引入竞争机制，其单次清理费用可能进一步降低，具有可操作性。