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1、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器堵灰淺析及預(yù)防措施摘要:分析大唐寧德發(fā)電有限責(zé)任公司3號(hào)機(jī)組堵灰現(xiàn)象,淺析回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器堵灰原因及相應(yīng)的預(yù)防措施。關(guān)鍵詞:空預(yù)器堵灰腐蝕原因措施福建大唐國(guó)際寧德發(fā)電公司3號(hào)鍋爐采用豪頓華公司生產(chǎn)的2臺(tái)三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器,型號(hào)為31VNT1720(100)該空預(yù)器同時(shí)配有固定式水洗裝置和吹灰裝置,在送風(fēng)機(jī)的空預(yù)器出口裝有熱風(fēng)再循環(huán)管路,當(dāng)送風(fēng)機(jī)入口風(fēng)溫較低時(shí)開(kāi)啟,以提高入口風(fēng)溫,其旋轉(zhuǎn)方向?yàn)闊煔庖灰淮物L(fēng)一二次風(fēng),最低的冷端綜合溫度為138C(含硫量小于1.5的煙煤)。1空預(yù)器堵灰的一般機(jī)理三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子部件由無(wú)數(shù)個(gè)傳熱元件組成,當(dāng)空預(yù)器緩慢旋轉(zhuǎn),煙氣和空氣逆向交替流
2、經(jīng)空氣預(yù)熱器,蓄熱元件在煙氣側(cè)吸熱,在空氣側(cè)放熱,從而達(dá)到降低鍋爐排煙溫度,提高熱風(fēng)溫度的預(yù)熱作用。其的受熱面是由厚度為0.51.2mm的薄板軋制成波紋板之后,疊在一起壓緊組裝而成,當(dāng)量直徑很?。?.6或9.8),流通渠道狹窄,很容易造成積灰和堵塞。而大中型電站鍋爐設(shè)計(jì)排煙溫度一般低于1501600C,因而空預(yù)器冷端受熱面壁溫較低,容易結(jié)露和腐蝕。煙氣露點(diǎn)提高,低溫腐蝕加劇,各種原因產(chǎn)生的水份在傳熱元件上積聚后,將迅速惡化積灰。水膜直接吸收水分、硫酸氣和S02,在灰中一些催化成分的作用下產(chǎn)生硫酸,增強(qiáng)腐蝕。水分滲入灰層,在灰變干后,灰的密度增加,在層層燒結(jié)后變成水泥狀物質(zhì)而堵塞通道。因此,各種
3、外部水分是堵灰的催化劑,而通過(guò)燒結(jié)后的水泥狀灰層更不易清除。同時(shí)當(dāng)燃料中的硫分越高時(shí),低溫腐蝕越嚴(yán)重,空預(yù)器積灰更多,腐蝕金屬還會(huì)使灰層變硬。一般折算硫分從0.05%升高到0.3%時(shí),露點(diǎn)可從60C增加到120C。當(dāng)折算硫分達(dá)0.5%時(shí),煙氣露點(diǎn)可達(dá)130C,并隨硫分的增加還會(huì)進(jìn)一步提高。燃用較高硫分的燃料,煙氣中的SO3氣體會(huì)和水蒸氣結(jié)合形成硫酸蒸汽,直接腐蝕金屬。腐蝕后的傳熱元件表面的吸灰能力將增強(qiáng)。腐蝕形成的元件表面的點(diǎn)狀坑,也將成為吸灰的起始點(diǎn),腐蝕產(chǎn)生的水分亦更加劇了這一過(guò)程??疹A(yù)器受熱面粘污和積灰,影響受熱面?zhèn)鳠?,使金屬壁溫進(jìn)一步降低,從而又加劇了低溫腐蝕。當(dāng)空預(yù)器受熱面堵塞嚴(yán)重時(shí)
4、,空預(yù)器差壓將急劇增加,使空預(yù)器流經(jīng)的煙氣流量大幅降低,而同樣差壓下,因一次風(fēng)與送風(fēng)的壓力較高,其風(fēng)量降低的幅度大大低于煙氣量降低的幅度,這樣鍋爐排煙溫度大幅降低,進(jìn)一步加劇了空預(yù)器受熱面的粘污積灰。2寧德電廠3號(hào)機(jī)組的堵灰現(xiàn)象及原因分析2.1堵灰現(xiàn)象空預(yù)器堵灰最直觀的現(xiàn)象就是:空預(yù)器運(yùn)行差壓大幅變大,兩側(cè)空預(yù)器的排煙溫度偏差增加,堵灰側(cè)空預(yù)器的排煙溫度大幅降低。空預(yù)器堵灰將使引風(fēng)機(jī)出力增加,電耗變大,可能發(fā)生引風(fēng)機(jī)出力不足無(wú)法滿足機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行,同時(shí)因?yàn)榭疹A(yù)器堵塞煙氣通流面積減少,容易發(fā)生引風(fēng)機(jī)振動(dòng)大幅增加,引發(fā)引風(fēng)機(jī)搶風(fēng),對(duì)引風(fēng)機(jī)造成極惡劣的損壞影響機(jī)組的正常運(yùn)行。圖1圖8為2011年29
5、月份A、B引風(fēng)機(jī)出口溫度的變化趨勢(shì)。由這些圖可以看出在6月1號(hào),機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),A側(cè)空預(yù)器發(fā)生嚴(yán)重的堵塞,在此后的運(yùn)行中,堵塞情況進(jìn)一步加劇,最后嚴(yán)重影響了鍋爐的安全運(yùn)行。2.2原因分析實(shí)際燃燒煤種與設(shè)計(jì)煤種偏差較大。大唐寧德電廠設(shè)計(jì)煤種為大同塔山洗精煤,但受到燃煤市場(chǎng)價(jià)格及供應(yīng)量的影響,目前各燃煤電廠往往無(wú)法燃用設(shè)計(jì)煤種,而改為特性較差的煤種,這些煤種的水分、硫分、灰分均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)煤種,其發(fā)熱量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)煤種,帶相同負(fù)荷的情況下,鍋爐燃煤量大幅度增加,煙氣量也大幅升高,煙氣量、水分、硫分、灰分的增加也加劇了空預(yù)器的堵塞??疹A(yù)器吹灰器的運(yùn)行狀況??疹A(yù)器吹灰器的疏水不暢或疏水時(shí)間過(guò)短、吹灰器
6、的供汽門內(nèi)漏、實(shí)際運(yùn)行中吹灰器進(jìn)汽量少或不進(jìn)汽等原因均將造成空預(yù)器的積灰堵塞。寧德電廠4號(hào)機(jī)組曾發(fā)生過(guò)空預(yù)器吹灰槍不進(jìn)汽,而造成空預(yù)器差壓大幅上升,當(dāng)吹灰槍恢復(fù)正常連續(xù)吹灰后,空預(yù)器差壓很快地恢復(fù)到正常范圍。停爐時(shí)間短,空預(yù)器水沖洗不夠徹底。如上表可以看出3號(hào)機(jī)組啟動(dòng)初期B側(cè)的空預(yù)器差壓就明顯高于A側(cè),可以看出B側(cè)空預(yù)器沖洗效果不如A側(cè),而沖洗不徹底將使受熱面殘留污垢,正常運(yùn)行時(shí)更容易大量積灰結(jié)垢。空預(yù)器波紋板變形。空預(yù)器運(yùn)行環(huán)境差空預(yù)器的冷端綜合溫度無(wú)法滿足實(shí)際運(yùn)行需求??疹A(yù)器的低溫腐蝕和堵灰一般都發(fā)生在空預(yù)器的冷端,且腐蝕和堵灰的嚴(yán)重程度取決于燃燒煤質(zhì)、燃燒條件和空預(yù)器冷端綜合溫度,在鍋爐
7、煤質(zhì)大幅度偏離設(shè)計(jì)煤種時(shí),空預(yù)器實(shí)際需要的冷端綜合溫度也已經(jīng)偏離了設(shè)計(jì)值(138C),圖9為冷端綜合溫度與燃煤所含硫分的關(guān)系:硫分越高,空預(yù)器安全運(yùn)行所需要的冷端綜合溫度也就越高。而且機(jī)組負(fù)荷越低其排煙溫度也越低,其所需要的冷端綜合溫度也越高,如果運(yùn)行中仍然按照設(shè)計(jì)的冷端綜合溫度進(jìn)行調(diào)節(jié),將大大地加速空預(yù)器的低溫腐蝕與堵灰。福建冬春季節(jié)雨水偏多,環(huán)境溫度低,季度負(fù)荷低,在燃用高硫分、高水分、高灰分的煤種時(shí),空預(yù)器只要發(fā)生了輕微的堵塞,全開(kāi)送風(fēng)的熱風(fēng)再循環(huán),也可能無(wú)法滿足空預(yù)器實(shí)際需要的冷端綜合溫度。而且當(dāng)空預(yù)器發(fā)生積灰堵塞后,空預(yù)器運(yùn)行中從煙氣側(cè)帶入風(fēng)側(cè)的紛塵也將明顯增多,開(kāi)熱風(fēng)再循環(huán)門,將可
8、能增加送風(fēng)側(cè)的粉塵量,加劇積灰。3防范措施低溫受熱面腐蝕和堵灰的根本原因是由于煙氣中存在S03,以及受熱面金屬壁溫低于煙氣露點(diǎn)的緣故。因此,要減輕和防止低溫腐蝕與堵灰應(yīng)從以下幾方面著手。加強(qiáng)對(duì)空預(yù)器出、入口差壓的監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取措施避免堵灰加劇運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)空預(yù)器出、入口一次風(fēng)、二次風(fēng)及煙氣差壓監(jiān)視,特別是在冬季溫度急劇下降時(shí)尤其要注意。當(dāng)發(fā)現(xiàn)空預(yù)器出、入口一次風(fēng)、二次風(fēng)及煙氣差壓有異常變化時(shí),應(yīng)加強(qiáng)調(diào)整,采取加強(qiáng)吹灰等措施。如米取措施后仍不見(jiàn)好轉(zhuǎn),確認(rèn)冷端受熱面薄板有可能被腐蝕并開(kāi)始積灰時(shí),應(yīng)在停機(jī)時(shí)及時(shí)對(duì)冷端受熱面進(jìn)行更換,以確保受熱面清潔,防止堵灰加劇,從而保證空預(yù)器能夠正常運(yùn)行。
9、將受熱面壁溫提高到煙氣露點(diǎn)以上。要提高壁溫,就要提高排煙溫度及冷空氣溫度。提高排煙溫度可以提高壁溫,從而減輕腐蝕,但因此增加了排煙損失,降低了鍋爐工作的經(jīng)濟(jì)性。提高空預(yù)器入口冷空氣溫度也可提高冷端受熱面壁溫,防止結(jié)露腐蝕,在運(yùn)行中根據(jù)送風(fēng)機(jī)入口溫度及時(shí)打開(kāi)送風(fēng)的熱風(fēng)再循環(huán),并根據(jù)負(fù)荷的變化保持空預(yù)器入口冷風(fēng)溫度在2050C的范圍,以確??疹A(yù)器冷端溫度在規(guī)定范圍內(nèi)。加強(qiáng)空預(yù)器吹灰和水洗工作,確保受熱面清潔由于空預(yù)器的傳熱元件布置較緊密,煙氣中的飛灰易沉積在受熱面上,使氣體流動(dòng)阻力增加,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)⒘魍ń孛嫱耆滤?,影響空預(yù)器的正常工作。此外,如果低溫受熱面積灰也將造成金屬壁溫更低,硫酸蒸汽能透
10、過(guò)灰層擴(kuò)散到金屬壁上,形成硫酸,使積灰變硬,更難清除。因此在運(yùn)行中應(yīng)確保空預(yù)器吹灰器能夠正常投入。吹灰時(shí)盡量保持高一點(diǎn)的負(fù)荷,以保證受熱面一定的壁溫。同時(shí)吹灰前要將吹灰蒸汽疏水徹底排凈,吹灰時(shí)吹灰蒸汽應(yīng)保持足夠的過(guò)熱度,避免濕蒸汽經(jīng)吹灰器進(jìn)入空預(yù)器從而加劇堵灰。吹灰工作每班必須進(jìn)行一次。為了保證受熱面清潔,空預(yù)器還配有固定式水洗裝置,當(dāng)發(fā)現(xiàn)空預(yù)器有堵塞現(xiàn)象時(shí),可在運(yùn)行中或停機(jī)時(shí)對(duì)空預(yù)器進(jìn)行水洗。水洗后的空預(yù)器經(jīng)脫水后必須進(jìn)行徹底干燥,以防空預(yù)器再次投運(yùn)后發(fā)生受熱面腐蝕。加強(qiáng)燃燒調(diào)整,保持適當(dāng)?shù)倪^(guò)量空氣系數(shù),減少SO3的產(chǎn)生。煙氣中形成的SO3的多少與燃料硫分、火焰溫度、燃燒熱強(qiáng)度、燃燒空氣量、
11、飛灰性質(zhì)與數(shù)量和鍋爐受熱面的催化作用等因素有關(guān)。運(yùn)行中保證適當(dāng)?shù)倪^(guò)量空氣系數(shù)可以降低煙氣中S03的形成,這樣也就控制了硫酸蒸汽的形成,從而最大限度地降低了空預(yù)器的腐蝕。(5)打開(kāi)送風(fēng)機(jī)聯(lián)絡(luò)擋板,平衡兩側(cè)空預(yù)器的送風(fēng)量。機(jī)組運(yùn)行中:如果發(fā)現(xiàn)某側(cè)空預(yù)器差壓變大,排煙溫度大幅度降低貝S發(fā)生堵塞的空預(yù)器的入口二次風(fēng)壓將大幅提高,適度打開(kāi)送風(fēng)機(jī)聯(lián)絡(luò)擋板,通過(guò)送風(fēng)的壓力差,自然調(diào)節(jié)兩側(cè)空預(yù)器的二次風(fēng)流量,這樣可以保證兩側(cè)冷卻風(fēng)量的平衡,既可以提高發(fā)生堵塞的空預(yù)器的排煙溫度,也可以降低另一側(cè)空預(yù)器的排煙溫度,提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性,抑制空預(yù)器堵塞的加劇。4結(jié)語(yǔ)空預(yù)器堵灰給鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅,也影響了機(jī)組正常
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