600MW机组空预器堵灰原因分析及解决方案.doc

2009年江苏并网电厂锅炉专业技术监督专题研讨会资料汇编 - 67 -600MW机组空预器堵灰原因分析及解决方案马月明（华润电力常熟有限公司，江苏常熟 215536）摘 要：简述华润电力（常熟）有限公司600MW机组空预器堵灰的情况，对堵灰形成的原因进行了分析，并针对性地提出了解决方案。关键词：锅炉；空气预热器；堵灰；分析；改进0 引言华润电力常熟有限公司安装3台600MW汽轮发电机组。锅炉釆用哈尔滨锅炉厂制造的HG1952/25.4YM1型、一次中间再热、单炉膛、型布置、超临界参数变压运行本生直流锅炉。空气预热器釆用了哈尔滨锅炉厂制造的28-VI(T)-1750-SMR空气预热器上轴端驱动三分仓回转式空气预热器。配50%容量的送、引风机、一次风机各两台，釆用平衡通风方式。配有4套上海重型机器厂引进法国ALSTOM公司的技术生产的BBD4360型双进双出钢球磨煤机。其传热元件按烟气流动方向可以分为热端、中层和冷端层。传热元件盒均制成较小的组件，检修时热端传热元件盒、中间层传热元件盒、冷端传热元件盒全部抽屉式从侧面检修门孔处抽出，安装、更换非常方便。中心传动装置包括主电机和备用电机各一台，当主电机出现故障时，系统可以自动启动另一台电机。主电机通过联轴器及换向器同减速机相连，备用电机通过联轴器及超越离合器以及换向器同减速机相连。电机分为高速与低速及检修档三档，其中高速档为正常工作档，低速档为清洗空预器时使用的。高速档时，减速机正常输出轴转速0.8转/分，转子正常转速0.8转分，采用变频调速慢速挡转子转速0.23转分。1 空预器存在的问题目前在各大电厂空预器均普遍出现堵灰、冷热端压差大、传热效果差、尾部排烟温度高等现象。我公司于2005年机组投产后，在不到2年的时间里，3台锅炉空预器均存在着传热元件严重堵灰的现象，烟气侧最大压差达到3kPa，增加了引风机的电流，影响了空预器传热效果，甚至影响机组的出力。如表1中所示，为1炉2008年2月份小修前的风烟系统参数，从表中可以看出空预器烟气入口出口压差高达2.8kPa。表1 1炉2008年2月份小修前的空预器压差参数冷端压力kPa热端压力kPa压差kPa空预器1A一次风侧9.07.51.5空预器1A二次风侧2.90.72.2空预器1A 烟气侧-3.9-1.12.8空预器1B一次风侧9.17.41.7空预器1B二次风侧2.80.82.0空预器1B烟气侧-3.9-1.12.82 空预器堵灰原因分析经过分析，造成空预器传热元件堵灰的原因主要有以下一些：2.1热端、中间层传热元件结构因素，容易导致堵灰且加大停炉冲洗的难度空预器热端、中间层采用如图所示FNC型传热元件，冷端采用如图1所示DU3型传热元件。冷端采用的DU3型传热元件由一片平板与一片斜纹板间隔布置，间隙相对较大，因而冷端的堵灰容易处理，采用停炉后用高压水冲洗的方法即可解决。而热端、中间层采用的FNC型传热元件每片斜纹板交错布置，即每隔一片斜纹板的斜纹角度才一致，因而增大了烟气流动阻力，提高了传热效果，但也造成灰颗粒进入两片之间的夹缝后容易堵塞的问题，且这种结构加大了停炉冲洗的难度，冲洗效果差，致使热端、中间层越堵越严重，是空预器阻力增大的主要部位。 图1 空预器传热元件图2.2省煤器下部烟道无灰斗，大量飞灰进入空预器造成堵塞由于锅炉设计时未考虑在省煤器出口、空预器进口的尾部烟道上安装灰斗及出灰装置，造成省煤器下部、空预器入口前的尾部烟道上大量积灰，每次计划检修时，清理该处的积灰就达到几十吨。可以由此判断烟气中飞灰还有相当多的一部分进入了空预器，尤其是一些飞灰粗颗粒，进入空预器传热元件后，极易造成空预器堵塞。2.3空预器吹灰效果不理想空预器的吹灰效果的好坏取决于吹灰压力、吹灰蒸汽品质、吹灰频率、吹灰器的安装等诸多因素。我公司的吹灰蒸汽取自二级减温出口、末级过热器进口，经过压力调整只有1.2MPa，经过管道的流程阻力，到空预器吹灰器的压力不到1MPa，造成吹灰蒸汽的动能不够，影响了吹灰效果。另外吹灰蒸汽带水、吹灰次数不够等原因，导致空预器传热元件上的灰颗粒无法吹净，致使空预器积灰越堵越严重。2.4空预器冷端壁温过低所致 根据设计院计算，在燃煤含硫量St.ar 1%，满足防堵防腐要求的空预器冷端最低平均壁温为68.3，考虑5的裕度，设计院建议我公司的空预器冷端最低平均壁温为73。而实际运行中，在冬季环境温度0左右，热风再循环挡板全开情况下，我公司空预器冷端最低平均壁温低于63，从而造成烟气在空预器冷端处结露，使灰结块而堵塞空预器。3 空预器堵灰解决方案3.1省煤器下部出口烟道加装灰斗如图2所示，在省煤器出口、空预器进口的尾部烟道上加装灰斗及输灰装置，将省煤器底部烟道上的积灰通过灰斗下方的输灰装置，输送到空预器出口、电除尘进口烟道上，使大部分飞灰尤其是一些大的灰颗粒不通过空预器，从而大量减少进入空预器的飞灰量，减轻了空预器的压力，延缓空预器堵灰。该方案在3台锅炉上已全部实施，经过改造取得了预想的效果。3.2 改变冲洗方案，提高传热元件的冲洗效果由于空预器传热元件热端、中层采用FNC型传热元件，每片波纹板交错布置，当采用传统的高压水枪冲洗时，高压水经过热端的波纹板后压力已大幅降低，尤其是到达热端中层时水压已经很低，对堵塞的颗粒已无能为力。所以冲洗后对运行参数影响较小，烟气侧压差在60万负荷时仍旧高于2.5kPa左右。而采用将中层抽出后用高压水冲洗，对热端、冷端在现场冲洗的方法可以有效解决中层冲洗不到的问题，如表2所示，1号炉2008年小修采用这种方法冲洗后，烟气侧压差在满负荷时由原先3kPa左右降低为1.8kPa左右。 图2 省煤器加装灰斗及输灰装置系统图表2 1炉2008年2月份小修后的空预器压差参数冷端压力kPa热端压力kPa压差kPa空预器1A一次风侧10.08.81.2空预器1A二次风侧2.00.71.3空预器1A 烟气侧-2.7-0.91.8空预器1B一次风侧10.18.61.5空预器1B二次风侧2.00.71.3空预器1B烟气侧-2.7-1.01.7如果将三层传热元件全部抽出后进行人工清洗则效果更好。所谓人工清洗，就是将每个元件模块彻底解体，然后敲打、铲除每片波纹板上的灰垢，最后再回装模块的做法。这种清洗方法的优点是清洗较为彻底、干净，缺点就是对传热元件模块有所损伤，而且模块装复时由于波纹板变形造成难装复而少装一些，进而影响传热。对于堵塞较为严重的可以采用此法，不建议经常采用。3号炉2008年小修采用这种方法冲洗后，烟气侧压差在满负荷时由原先3kPa左右降低为1.5kPa左右。3.3 提高空预器吹灰效果为提高空预器吹灰效果，可以通过以下一些方法解决：1）提高空预器吹灰蒸汽压力，使空预器吹灰蒸汽压力达到1.2MPa以上。2) 加强吹灰蒸汽疏水效果，提高吹灰蒸汽品质。如在靠近空预器吹灰器入口管道上引出疏水管道，加装利用浮球启闭的自动疏水器，以减少蒸汽中的含水量。3）提高吹灰次数。4）在空预器热端加装吹灰器。目前在冷端有蒸汽吹灰器，但只能对冷端的积灰进行吹扫，对热端及中间层的积灰则靠重力及烟气携带带走，造成上部积灰。如果在空预器热端加装吹灰器，则有助于吹扫上部的积灰，防止或延缓空预器堵灰。3.4 送风机进口加装暖风器建议在送风机进口加装暖风器，可以有效地解决冬季气温较低时，空预器冷端平均壁温低于设计值的问题。当采用热风再循环仍然无法提高空预器入口风温，且空预器冷端最低平均壁温低于73时，则投用送风机进口安装的暖风器。这样可以提高冷端温度，防止烟气温度低于露点而结露，避免烟气中的灰受潮结成灰块堵塞传热元件。5 结论造成空预器堵灰的原因有许多，任何一个环节出现问题，都有可能造成空预器堵灰，为此必须采取多项措施来解决空预器的堵灰，一方面要进行技术改进从源头上解决问题，另一方面也要加强设备维护，只有这样才能最终解决空预器堵灰难题，降低空预器压差和风机电流，从而提高机组效率。参