SCR脱硝空预器防腐及柔性接触密封改造_欧阳葵

26 第 30 卷第 6 期 2014 年 6 月 电力科学与工程 Electric Power Science and Engineering Vol 30 No 6 Jun 2014 SC 脱硝空预器防腐及柔性接触密封改造 欧阳葵 上海上电电力工程有限公司 上海 200090 摘要 火力发电企业在采用 SC 脱硝后 回转式空预器也会发生低温腐蚀 研究了回转式空预器防腐改 造技术措施 分析了柔性接触式密封技术的原理及特点 进行了空预器防腐及减小漏风改造 并进行了 密封改造的效益分析 运行结果表明 经过防腐及柔性接触式密封改造后 可防止低温腐蚀 且大幅度 降低空气预热器漏风 获得较显著的经济效益和社会效益 关键词 SC 脱硝空预器 低温腐蚀 柔性接触式密封 防腐 漏风 中图分类号 TK223 3文献标识码 ADOI 10 3969 j issn 1672 0792 2014 06 006 收稿日期 2014 01 04 作者简介 欧阳葵 1969 男 工程师 从事电力检修 技改 管理工作 E mail ouyangkui2012 163 com 0引言 回转式空气预热器是大中型电厂所普遍采用 的尾部换热设备 目前常用的类型为三分仓受热 面旋转式空预器 圆筒形转子从上到下永隔板沿 径向分隔成互不相通的若干个扇形仓 每个扇形 仓又被分成若干段 仓内装满由波纹金属板制成 的传热元件 也叫蓄热板 烟气或空气通过传热 元件内的缝隙上下流通 受热面转至烟气流通区 时 烟气自上而下对受热面进行加热 当它转至 空气流通区时 高温受热面把积蓄的热量传给自 下而上流过的空气 1 回转式空气预热器具有结 构紧凑 占地面积小 节省钢材等诸多优点而被 大容量电厂的锅炉广泛采用 但回转式空气预热 器的主要缺点是漏风率偏大 2 目前我国以燃煤发电为主 降低烟气中 NOx 排放是燃煤电厂当前的主要任务之一 各电厂都 在 十二五 期间进行低氮燃烧和 SC 改造 以 保证烟气中 NOx含量低于 100 mg Nm3 采用 SC 脱硝后 回转式空预器也会发生低温腐蚀 影响 锅炉机组的安全经济运行 因此 对 SC 脱硝回转式空气预热器进行防 腐及密封改造 具有重要的实用价值 本文对某 300 MW 锅炉机组采用 SC 脱硝后 进行了空预 器的防腐及密封改造 保证了锅炉机组的安全经 济运行 1回转式空气预热器低温腐蚀及漏风分析 1 1低温腐蚀原因 采用 SC 脱硝后 烟气中逃逸氨与 SO3和水 蒸气生成硫酸氢氨 如下式 3 NH3 SO3 H2O NH3HSO4 1 低温烟气中呈液态的硫酸氢氨具有很大的粘 性 易沉积在空预器换热元件表面 加剧换热元 件的腐蚀 其次 由于 SC 催化剂的作用 烟气中 SO2 向 SO3转化率增加 烟气的酸露点温度升高 加 剧空预器的低温腐蚀 此外 SC 烟气脱硝空预器烟气与空气的 冷热端压差增大 导致空预器直接漏风增大 腐蚀加剧 SC 烟气脱硝系统通常会导致空预 器烟气入口流场分布发生不同程度的变化 由 此影响空预器的传热 阻力 磨损 腐蚀和堵 灰特性等 1 2空预器漏风原因 回转式空气预热器由转子和外壳两部分组成 转子为转动部件 外壳是静止部件 动静部件之 间存在间隙 空气和烟气之间有压差 这样就会 第 6 期欧阳葵SC 脱硝空预器防腐及柔性接触密封改造27 漏风 其漏风途径如图 1 所示 1 图 1回转式空预器漏风途径 空气预热器位于锅炉尾部烟道 空气侧压力 是正压 烟气侧压力是负压 动静部分存在间隙 这种由于压差和间隙的存在而造成的漏风称为直 接漏风 直接漏风是回转式空气预热器漏风的主 要来源 尽管部件间隙中有密封装置 但为避免 转动卡涩及运行中的变形也不可能将这些密封间 隙堵死 因而就造成密封漏风 回转式空气预热器的转子具有一定容积 当 转子转动时 会携带一部分气体进入另一侧 这 种漏风称为携带漏风 为了降低携带漏风 设计 时 在满足换热性能的前提下 一般选择较低的 转速 携带漏风量占空预器总漏风量的份额较少 一般不超过 1 可忽略 此外 回转式空气预热器运行时 转子的上 下端面存在温度差 也即沿着转子高度方向上的 温度梯度引起了转子的热态蘑菇状变形 转子上 端面外凸 下端面内凹 4 6 这样会增大动静部 件的间隙 使漏风增加 如图 2 所示 图 2转子的热态变形情况 2空预器防腐及柔性接触式密封改造 2 1防腐改造方案 目前常用的防腐技术为冷段换热元件采用镀 搪瓷工艺 并能耐受 1 0 MPa 的过热蒸汽吹灰和 20 MPa 的高压水冲洗 搪瓷换热元件采用 干 法 静电喷镀工艺 搪瓷粉厚度应一次成型 严 禁多次喷 浸镀 改造方案可分为简单改造与全面 改造 简单改造指冷端换热元件全部更换为镀搪 瓷产品 热端换热元件不做改动 该方案改造费 用低 可利用现场的大部分传热元件 不浪费 但是由于冷端传热元件热阻增大 使空预器的传 热性能下降 改造方案如图 3 所示 图 3空预器防腐改造方案 全面改造指换热元件全部更换 进行优化设 计后 能够保证传热效果 阻力易于控制 排烟 温度与改前相当 但是改造费用很高 经过比较 结合某 300 MW 机组实际情况 本文选择简单改造方案 并辅助以密封系统改造 减小漏风 减轻低温腐蚀 提高锅炉经济性 2 2柔性接触式密封改造 回转式空气预热器的密封是采用刚性密封片 技术 在动静部件之间尽量保持一个最小的间隙 使漏风最小 由于空气预热器运行时的热态蘑菇 状变形 使空气预热器刚性密封技术很难达到一 个最佳的动静之间的间隙 使漏风会增大 7 柔性接触式空气预热器密封技术解决了空气预 热器刚性密封技术这一缺点 能控制并减少漏风从 而减少能量的流失 采用合页弹簧与自润滑合金技 术 扇形板与密封滑块间没有间隙 而且该密封系 28电力科学与工程2014 年 统提供了许多调整值 维修方便 目前 国内一些 电厂进行了类似改造 达到了较好的效果 8 10 柔性接触式密封系统安装在径向转子格仓板 上 在未进入扇形板时 柔性接触式密封滑块高 出扇形板 5 8 mm 当柔性接触式密封滑块运动 到扇形板下面时 合页式弹簧发生形变 使密封 滑块与扇形板接触 形成严密无间隙的密封系统 当该密封滑块离开扇形板后 合页式弹簧将密封 滑块自动弹起 以此循环进行 其工作过程如图 4 所示 11 14 密封改造现场安装图如图 5 所示 图 4柔性接触式密封工作示意图 图 5柔性接触式密封现场安装立体图 3密封改造经济效益分析 国内某 300 MW 机组进行了 SC 空预器防腐 及密封改造 运行结果表明 防腐改造能够减轻 空预器的低温腐蚀 避免传热元件破坏 但防腐 的效益需要较长的运行时间才能验证 本文对密 封改造部分进行经济效益分析 减少回转式空气 预热器漏风率 提高了电厂的经济效益 以下是 按实际计算条件而得出的经济效益 1 漏 风 率 下 降 12 可 以 提 高 锅 炉 效 率 1 2 供电煤耗 350 g kW h 3 机组年利用小时 6 000 h 4 标准煤单价 700 元 t 5 密封系统部分改造总投资 180 万元 空预器通过改造 漏风率从改前的 11 下降 到改后的 5 锅炉效率提高 0 5 节约标准煤 350 g kW h 0 5 1 75 g kW h 年收益 M 6 000 h 1 75 g kW h 300 10 103kW 700 元 t 220 5 万元 以上计算的年收益已包括了节约的送风机电 流 一次风机电流和引风机电流 静态投资回收期 T 投资 M 180 220 5 0 82 年 4结论 降低氮氧化物排放 是 十二五 期间燃煤 电厂的主要任务之一 采用 SC 烟气脱硝后 回 转式空预器也会发生低温腐蚀 对空预器进行防 腐及密封改造 能够保证锅炉机组的安全经济运 行 本文对某 300 MW 机组进行了防腐及密封改 造 得到结论如下 1 对 SC 脱硝空预器进行防腐改造 冷端 换热元件全部更换为镀搪瓷换热元件 能够减轻 空预器低温腐蚀 避免传热元件破坏 2 对回转式空预器进行柔性接触密封改 造 可减小空预器漏风 针对某 300 MW 锅炉机 组的实际情况 密封改造效益明显 投资回收期 约 0 82 年 参考文献 1 应静良 李永华 电站锅炉空气预热器 M 第一版 北京 中国电力出版社 2002 2 中国电力工程学会 火力发电设备技术手册 第一卷 M 第一版 北京 机械工业出版社 2000 3 邹斯诣 选择性催化还原 SC 脱硝技术应用问题及 对策 J 节能技术 2009 27 6 510 513 4 柏学恭 电力生产概论 M 第一版 北京 中国电 第 6 期欧阳葵SC 脱硝空预器防腐及柔性接触密封改造29 力出版社 2008 5 刘富宏 省煤器及脱硝系统的除灰改造设计 J 电力 科学与工程 2010 26 1 71 73 6 高建强 唐树芳 刘宪岭 等 空气预热器不同部位漏 风对锅炉效率的影响 J 电力科学与工程 2011 27 6 47 50 7 常毅君 李虎 顾义 等 回转式空气预热器隔仓压差 对柔性接触式密封片刚度和强度的影响 J 中国电机 工程学报 2012 32 1 174 181 8 李凯勇 黄景立 鲁凤鹏 空气预热器柔性接触式密封 改造 J 电力学报 2009 24 2 147 149 9 李建红 空气预热器密封性改造 J 热力发电 2009 38 6 56 58 10 杜中平 杨森 杨治国 等 空气预热器柔性接触式 密封改造 J 华电技术 2009 31 7 57 59 11 席广辉 张俊 锅炉空气预热器柔性接触式密封改造 J 热力发电 2009 38 8 73 76 12 邹海峰 李英 锅炉空气预热器密封改造 J 热力 发电 2009 38 5 56 59 13 陈媛 王旭 空预器柔性接触式密封改造在锅炉上的 应用效果 J 山东电力高等专科学校学报 2013 16 1 45 49 14 杨勇平 黄圣伟 徐钢 等 电站锅炉烟气余热利用 系统的势力学分析和优化 J 华北电力大学学报 2014 41 1 78 82 Anticorrosion and Flexible Contact Seal Transformation of the SC Denitration Air Heater Ouyang Kui Shanghai Shangdian Power Engineering Co Ltd Shanghai 200090 China Abstract After using SC denitration in thermal power enterprises low temperature corrosion will also occur on rotary air heater In this paper the rotary air heater corrosion protection technology reform measures are studied the principle and characteristics of flexible contact seal technology are analyzed the modification of air heater anticor rosion and the air leakage reduction is completed and the seal transformation efficiency analysis is conducted The running results show that prevent anticorrosion and flexible contact seal modification can prevent the corrosion at low temperature reduce the air leakage in air heater and obtain remarkable economic and social benefits Keywords SC denitration air heater low temperature corrosion flexible contact seal prevent corrosion 檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮 air leakage 保定市新源绿网电力科技有限公司简介 保定市新源绿网电力科技有限公司是服务于智能电网和智能用电的企业 公司设在河北保定高新 技术产业开发区 是北京新源绿网节能科技有限公司的全资子公司 公司核心技术和产品分别被国家工业和信息化部列为 国家鼓励发展的工业领域节能减排电子