空预器堵塞中升温技术的运用

空预器堵塞中升温技术的运用

李可栋

河北大唐国际王滩发电有限责任公司，河北 唐山 063611

摘要：我国处于全面发展状态，电力行业也具备较好发展前景，我国所推行的节能环保政策要求超低排放发展目标，火电厂的排放量必然会影响地区环保政策实施。随着脱硝SCR的投运及环保指标的提高，由氨逃逸造成的硫酸氢氨堵塞空预器的问题日趋突显。空预器是火电厂运行的主要辅助设备，空预器如果发生堵塞故障，会引发机组出力受限，甚至被迫停运。本文讨论空预器堵塞情况下升温技术的应用，以某火电厂为研究对象，分析空预器发生堵塞的具体原因，然后讨论升温技术在空预器堵塞问题中的应用效果。

关键词：空预器；堵塞；升温技术；运用

1 项目介绍

为进一步了解空预器的堵塞问题，并讨论升温技术的应用情况，本文研究选取了某火电厂作为研究对象。据悉，该火电厂为600MW机组，锅炉设备型号为HG-2030/17.5-YM，锅炉型式为亚临界、一次中间再热、固态排渣、单炉膛、平衡通风、摆动式燃烧器四角切圆燃烧、π型半露天布置、全钢结构架、悬吊结构、控制循环、燃煤汽包锅炉。锅炉设备系统中安装两台空预器，型号为2-32VI(T)-2185SMRC，空预器采用逆流方式运行，从而达到再生式热交换的目的。

2 空预器堵塞的原因分析

火电厂的能源主要是煤炭能源，煤炭在锅炉中燃烧，会排放出含硫气体，诸如二氧化硫和三氧化硫等气体都会在锅炉内生成。火电厂采用脱硝催化剂的方式改善锅炉内气体成分，是将烟气中所包含的二氧化硫进行氧化处理，最终生成更多的三氧化硫。而三氧化硫将与空预器中的水汽形成反应，进而凝结成硫酸液体。但是，空预器的蓄热元件包含铁元素，该元素在接触到硫酸液体以后会受到腐蚀，并且形成大量积灰，这些积灰就是导致空预器堵塞的元凶。

但是火电厂的锅炉机组中，除了因积灰问题会导致空预器堵塞以外，脱硝SCR投运后也会引起空预器堵塞，具体原因如下：在脱硝工艺当中，氨气会发生反应，并形成硫酸铵或者是硫酸氢氨，这两种物质中的硫酸铵本身就是粉末状态，很容易在吹灰器的影响下堵塞空预器，而硫酸氢氨虽然是液态，但本身粘性比较强，会附着在空预器的蓄热元件上，并形成滴液形式的物质，该形式的硫酸氢氨会与烟气中的飞灰相互作用，使大量飞灰附着在滴液上，以此来影响空预器的蓄热元件功能性或者直接导致空预器被腐蚀和堵塞。如图1所示为空预器被堵塞的情况。

图1 硫酸氢氨在空预器中沉淀

3常规空预器堵塞后清理的方法

3.1空预器在线高压水冲洗。冲洗水压力一般在30MPa，因空预器蓄热元件片太薄，极容易损坏蓄热元件，且对脱硝SCR投运后造成的堵塞所起的效果更差一些。

3.2提高空预器吹灰蒸汽压力和增加吹灰频次，仅能起到较小的缓解作用。

3.3将蓄热元件抽出，现场一般采用蓄热元件解包逐片进行人工敲打清理，优点是能够有效清理，缺点是工作量大、费用高、工期长，此方法一般均是在不得已时才采用。

4升温技术在空预器堵塞中的具体应用

4.1 升温技术在空预器堵塞中的应用思路

通常情况下，硫酸氢氨的露点温度为147℃，虽然机组正常运行下空预器的温度并不会达到露点问题，但当空预器的蓄热元件升温以后，温度可能会达到147℃，此时硫酸氢氨将呈现出液态特征，并因其粘性而附着在空预器的各个元件表面，随着硫酸氢氨液体的集聚，简单的雾气附着逐渐转变为滴液状态，这些滴液与锅炉中所分散的烟气结合，形成大量沉淀物。为此可以提高空预器的温度，将硫酸氢氨所处的环境温度提升到200℃，此时的硫酸氢氨形态发生变化，从液态转变为气态，空预器可以将这些气态的硫酸氢氨排除。

4.2 升温技术在空预器堵塞中的操作步骤

4.2.1编写《升温热解空预器堵塞的试验方案》并报总工审批。

4.2.2对送风机出口联络挡板和等离子进行拉弧试验确保正常可靠。

4.2.3投入需升温侧的空预器冷端吹灰器连续运行。

4.2.4检查空预器及风烟侧各系统设备运行正常。

4.2.5逐渐关闭升温侧送风机动叶，减少升温侧空预器送风量，同时打开另一侧送风机动叶，保持锅炉总风量不变，监视升温侧空预器出口烟气温度（平均温度）升温速度上升速率不大于0.5℃/min，上升10℃观察5分钟；直至升温侧空预器出口烟气温度（平均温度）升至200℃或者升温侧送风机动叶全部关闭。

4.3升温过程安全分析及注意事项

4.3.1空预器蓄热元件为普通碳钢，变形温度为420℃，因此，升温对空预器蓄热元件无影响。

4.3.2保持两台送风机运行稳定，避免抢风、喘振，如发生喘振现象，应立即停止试验，恢复机组正常运行。

4.3.3注意监视空预器电流波动情况及锅炉燃烧情况，如波动幅度较大（电流摆动应小于5A），则暂停升温，全面检查空预器，确认其运行正常后方可继续进行，避免转子体变形。

4.3.4试验期间保持空预器冷端连续吹灰。因固态硫酸氢氨液化后靠吹灰蒸汽来吹扫清理蓄热元件，依靠烟气流排走。

4.3.5试验共进行4个小时。试验过程中需严密监视各系统运行情况，包括锅炉燃烧情况、送风机运行情况、空预器运行情况。

图2 不同负荷状态下空预器的压差数值

根据图2中的信息可以了解到，采用升温方法可以降低空预器烟气侧差压约0.6-0.8KPa，能有效缓解空预器差压大给机组运行带来的隐患。

结束语

综上所述，想要从根本上解决空预器堵塞问题的技术方法有很多，不同的技术方法之间的有着不同的优点，在众多技术方法中，空预器升温方法费用较低、效果较为显著，因此采用空预器升温的方法可以有效治理空预器蓄热元件堵塞，可以有效运行优化。采用空预器升温的方法，耗时较短、成本较低、效果极为显著，但是在空预器升温的过程中，操作较为复杂，还需要对此进行全面的研究，以此让其得到进一步完善。

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