1000MW锅炉空预器堵塞原因分析及运行中治理方法

1000MW锅炉空预器堵塞原因分析及运行中治理方法

曹迎军 崔永华

华能沁北电厂 河南济源 459000

摘要：沁北百万机组在运行期间，因环保压力长期进行减少排放工作，空预器差压增长速度较快，空预器堵塞较为严重，额定负荷下空预器差压最高达到2.9KPa，近些年内每年都要停机对空预器清灰一次。预防和控制空预器堵塞成为运行中的一道难题。

关键词：空预器 差压 堵塞 吹堵

引言

我厂百万机组采用的空气预热器为三分仓容克式，采用径向密封自适应调整降低空气预热器漏风。因环保要求日益提高，脱硝喷氨量逐步增大，机组调峰运行时间不断增加，低负荷期间烟气流速降低等问题出现，空预器极易出现差压升高现象，影响机组稳定运行。本文以我厂#5炉空预器运行情况及其治理方法进行介绍。

一、异常工况

#5机组在2012年投入运行后，A空预器差压一直较B空预器差压高，且差压增长速度较快，但是差压增长趋势较为平稳，2020年4月份A空预器差压在1000MW负荷下基本稳定在1.4-1.5kPa，至4月23日机组负荷1000MW时A空预器烟气侧差压为1.8kPa，整个4月份A空预器烟气侧平均差压为1.04kPa。

5月12日#5机组启动正常带负荷后，发现A空预器差压较4月份大幅增长，5月13日机组负荷1000MW时A空预器烟气侧差压为2.2kPa。随即采取投入热风再循环，提高空预器排烟温度，增加前、后夜班空预器吹灰次数的方式进行处理，但是A空预器烟气侧差压继续以较快速度增长。至5月21日机组负荷1000MW时A空预器烟气侧差压升高为2.9kPa。为尽量提高排烟温度，联系热工人员将送风机动叶开度限制由70%放开至80%，保持全开热风再循环调门全开，保证空预器排烟温度在100℃以上。

二、处理过程

根据A空预器堵塞的原因分析，在无法改变燃煤品质的情况下，采取了以下措施^[1]，在机组运行过程中对A空预器堵塞问题进行治理。

1、尽量提高空预器出口排烟温度，防止烟气中的SO₃与水结合生成硫酸并凝结，投入热风再循环及暖风器运行，提升空预器入口二次风温度和空预器出口排烟温度，使其之和高于140℃。

2、尽量降低空预器漏风率。空预器漏风率大时，导致排烟温度降低，空预器冷端综合温度低于最低冷端综合温度时易造成空预器堵塞。

3、在机组低负荷运行工况下，保持省煤器出口氧量在较低水平运行（原在500MW负荷下保持省煤器出口氧量5.9%，后降低至4.5%），降低了空预器入口的冷空气量，在热风再循环出力已经达到最大的情况下，进一步提高了空预器入口的二次风温度。

4、投入空预器连续吹灰。锅炉空预器投入连续吹灰，严格控制空预器吹灰压力不低于2MPa，空预器吹灰前做好管道疏水工作，防止吹灰蒸汽中带水。在空预器吹灰过程中，加强检查，防止空预器吹灰枪运行不正常。

5、脱硝系统在满足环保要求的条件下，控制A侧脱硝反应区域的喷氨量，尽量降低烟气中硫酸氢氨产生的可能性。

通过执行以上治理措施， A空预器堵塞现象得到极大的缓解并逐渐向好的方向发展，至6月22日机组负荷在950MW以上，保持省煤器出口氧量2.3%左右时， A空预器差压降低至1.8kPa左右， B空预器差压在1.6kPa左右，已经恢复至4月下旬时的水平，可以满足锅炉长期稳定运行和带大负荷的需要。

三、原因分析

因环保要求脱硝喷氨量较大，机组调峰运行时间增加，低负荷期间烟气流速降低^[2]等问题出现，#5炉A侧脱硝入口在高负荷时NOX始终比B侧高（如下图所示），为控制NOX排放达标，A侧喷氨流量大于B侧，造成A侧的氨气逃逸量增加，逃逸的氨和SO3反应生成NH4HSO3增加，粘结在空预器蓄热片上，引起A侧空预器堵塞，另外脱硝催化剂经过长时间运行，存在损坏及堵塞的情况，在运行中无法进行更换，部分催化剂效果差。

从A侧一次风差压，二次风差压及烟气差压的摆动周期数据可以大致推断A空预器存在局部堵塞，且堵塞的区域较集中，当空预器在连续运转时，堵塞部位依次经过烟气侧，二次风侧，一次风侧时气体阻力增大，造成炉膛负压及空预器差压周期性波动，我厂百万机组空预器一次风侧占总面积的9.72%左右，当空预器局部区域面积堵塞较大甚至接近9.72%时，可以很好的解释一次风区域差压摆动幅度更大的现象。

四、空预器堵塞后的处理

机组运行中定期燃用高热值、低硫、低灰份的煤种，通过投入暖风器、降低机组运行氧量、定期投入空预器吹灰等方法，提高空预器冷端综合温度，随着空预器出口烟温调整，空预器蓄热元件蘑菇型变形也随之变化，使积灰松动，同时投入空预器连续吹灰，能起到一定的清堵作用。

停机检修清灰。经日积月累逐渐堵塞的空预器，运行中清堵效果不明显，可利用机组检修机会，将空预器蓄热元件吊出炉外，分拆进行敲打清灰，以1000MW机组为例，一般18-25天能够完成两台空预器的清灰工作。

运行中进行人工高压水冲洗^[3]，不建议该项操作，容易造成清灰不彻底、不均匀，锅炉后续运行中未冲洗干净的地方反之堵塞发展较快，更易导致空预器局部堵塞。

五、结语

随着环保问题和机组深度调峰的进一步加强，空预器堵塞问题更加突出，成为影响各机组长周期稳定运行的重要因素。通过以上执行的相关措施，为我厂在线治理空预器堵塞提供了一种新的技术，可在其他机组进行推广，保证各机组的安全运行。

参考文献：

[1].《燃烧与污染》[M].华中理工大学出版社，1992.

[2]. 王丽莉,许卫国.烟气脱硝装置对锅炉空预器的影响[J].黑龙江电力，Aug. 2008：Vol 30 No 4.

[3] 傅勇强.锅炉空气预热器在线水冲洗技术应用[J].湖北电力，Jun．2010：Vol 34 No 3.