空预器在线冲洗应用及分析

空预器在线冲洗应用及分析

岑文兴

（广东省粤电集团有限公司珠海发电厂）

珠海发电厂由两台700MW火力发电机组组成，三菱重工生产的亚临界压力、四角切圆燃烧、控制循环汽包炉。其中空气预热器是英国豪顿出产的的三分仓回转式空气预热器。每台空预器受热面积为46039m2，空间高度为2900mm（受热面高度为2100mm），直径13m，流向布置为：烟气自上而下，空气自下而上。该空预器具有布局紧凑，重量轻的特点；但是其有漏风率大，需要制造工艺高，波纹换热板上易积灰等缺点。

为响应国家环保政策对发电厂NOX的排放要求，在2013年机组大修期间两台机组都安装了脱销装置，脱销装置采用选择性催化还原法（SCR）来减少排放烟气中的NOX，以满足环保的要求。但是脱销系统投运后，特别是在低负荷运行时，因为机组设定燃烧区域氧量增加，导致脱销装置入口NOX会增加，为保证脱硝效率，会自动增加喷氨量，过多的喷氨导致氨逃逸率也随之上升，从而生成NH4HSO4沉积物集聚在空预器受热面，使空预器积灰、甚至产生空预器局部堵塞的现象，空预器烟气侧进出口差压会逐渐增大，在高负荷时（700MW）差压超过3kpa，最多能达到3.3kpa，高差压会引起锅炉炉内负压波动，锅炉排烟损失增加，同时风烟系统三大风机的电流都会有所增加，送风机、引风机、一次风机电耗明显增加，曾经发生过因空预器差压高导致送风机、引风机喘振的情况，为保证高负荷时风机运行安全，不得不降低机组的最大出力。

针对该情况，首先是时尝试加强空预器蒸汽吹灰的方法，发现差压下降不明显，提高空预器蒸汽吹灰的频率并不能有效改善空预器差压上升的情况，而且由于吹灰汽源是过热蒸汽引出，过多的吹灰会使机组的经济性下降。如果是停运半边风组后，再冲洗该侧空预器，因为长时间较低负荷运行，影响机组发电能力，而且风烟系统单侧运行，如果运行侧风组如有异常容易造成机组跳闸，这种冲洗方案运行风险高，万一跳闸了得不偿失。如果是等待机组停运时再冲洗，因为会受到检修计划和检修时间的限制，处理问题比较被动，灵活性较差。

为了避免空预器运行差压的上升，珠海电厂进行了高负荷时空预器在线冲洗的尝试，就是在机组高负荷情况下（600~650MW），通过高压水泵加压将冲洗水喷入空预器冷端，冲洗水喷进空预器上方的蓄热片，由空气预热器的转动带动对整个换热面冲洗干净，冲洗期间调节好机组运行，以确保机组的安全稳定运行。经过不断的尝试摸索，已经有一套安全成熟的在线冲洗方案，大致步骤如下：

1.保持在线冲洗时机组维持高负荷（600~650MW），选择高负荷区间是因为此时烟温、烟气流速较高，水分蒸发速度快，对蓄热元件冲击相对减小，同时可以防止在线水冲洗投入后因冲洗水蒸发不彻底导致布袋除尘器堵塞。

2.高压水泵水源由消防水供给，供水压力5~7bar，提前清洗好管道及相关滤网，确保冲洗水压力正常。

3.吹灰器程序由热工人员进行更改为在线冲洗的步进模式，采用空预器底部冲洗，由转子内环开始逐步向外环移动，先内后外的顺序，完整冲洗一次大概需82分钟，以较慢的速度冲洗以确保做到不漏洗、冲洗到位。

4.检查空预器灰斗及锁气器，确保空预器灰斗无积灰、下灰管畅通及锁气器顶阀动作正常，并拆除空预器灰管进、出口法兰和灰管连接器，保证冲洗水通过空预器灰斗排到指定位置而不会进入空预器灰斗下方的灰管。

5.在线冲洗前确认空预器、送引风机、一次风机运转正常，各参数正常稳定，确认引风机动叶开度＜80%，避免冲洗过程中引风机过负荷。

6.冲洗时空预器高压水泵控制盘处专人负责高压水泵启停、升压卸载操作，确保冲洗水压力维持在180Bar；空预器高压水泵出口至空预器手动截止阀处专人负责开关该阀门，以防紧急时能够及时停运高压冲洗水；空预器运行情况和灰斗疏水由专人负责检查，保证疏水正常。

7.在线冲洗期间注意定期检查冲洗侧烟气侧压差、炉膛压力、一次风、二次风、空预器运转电流等参数：

a）注意控制空预器电流不超过10A，空预器电流保持稳定，无摩擦异响；

b）冲洗侧排烟温度会有一定下降，注意下降不要超过15℃，同时要控制冲洗侧电袋除尘器进口烟温、空预器出口排烟温度高于110℃，以防止电袋受潮；

c）检修人员检查空预器灰斗放水管道排水情况及堵塞情况。（检查电袋除尘器运行及电袋差压、电袋进口湿度、温度正常。

d）检查机组制粉系统运行正常，风烟系统运行正常、。

e）记录相关参数：空预器差压、空预器进口烟温、空预器出口烟温、电袋除尘器进口烟温、电袋除尘器差压。

8.冲洗期间加强监视巡查，发现以下情况，需立即停运空预器高压水冲洗泵，并关闭高压水至冲洗侧空预器的高压水隔离手动阀，防止低压水流入空预器：

a）空气预热器电流波动大，最大值超过10A；

b）冲洗侧空预器排烟温度迅速下降或已经降低到110℃；

c）管路出现严重泄露；

d）空预器跳闸；

e）电袋除尘器差压明显快速上升；

f）高压水泵出口母管压力＞200bar；

g）高压水泵出口母管压力＜110bar；

h）高压水泵入口压力＜1.5bar；

i）冲洗时水源压力下降或入口滤网堵塞造成水泵入口压力低，高压水泵剧烈振动。

9.空气预热器在线冲洗一个行程大概时间80分钟，一般冲洗4次，该侧空预器差压会下降0.5~1Kpa。

10.冲洗结束后恢复系统至正常状态。

以某次A侧空预器冲洗为为例，经过5个小时左右的冲洗，A侧空预器烟气侧差压由3.1kPa降低为2.3kPa，送风机电流下降约8A，引风机电流下降约28A，达到了减小空预器压差、风机电流的目的，能有效降低厂用电率，提高机组运行经济性，在线冲洗效果基本达到预期。冲洗过程中机组运行安全，未发生空预器电流异常增大导致跳闸的情况，排烟温度也在正常范围内，确保了电袋除尘器的安全。这套空预器在线冲洗的方法是可行的，能有效解决空预器堵塞的情况。

同时我们也要考虑到虽然空预器在线冲洗效果较好，但是空预器在线冲洗也是要花费不少人力物力来进行的。为避免经常出现SCR脱硝机组空预器堵塞情况，从保护机组设备和提高经济性的角度来，还可以考虑其他的办法，比如：1、在低负荷工况，不影响机组安全经济的情况下，运行人员可以通过调整风烟系统氧量、一二次风配比、锅炉过燃风配比等等办法，从而尽量减少炉内NOX生成量，避免在喷氨过多容易生成NH4HSO4堵塞空预器。2、多优化调整喷氨格栅、喷氨调节阀、流量计，确保机组烟气、喷氨流量均匀分布，达到最佳喷氨效率。3、提高空预器的吹灰效率，可以调整吹灰压力、吹灰频率、吹灰路线等等来吹扫干净空预器，以减少空预器差压上升。检修期间可以选择更合适的换热元件以及改进空预器换热元件的分布，能更有效地减少NH4HSO4的形成。