空预器差压大原因分析与对策探讨

空预器差压大原因分析与对策探讨摘要：文章以某国产660MW超临界锅炉的空预器为例，首先介绍了设备概况，然后指出空预器差压大的原因和危害，最后阐述了处理方法和效果。结果证实：在线水冲洗和在线升温吹灰是有效的解决对策，希望为实际生产管理工作提供参考，提高空预器的运行稳定性。关键词：锅炉；空预器；差压大；原因；处理方法空预器堵灰是长期困扰燃煤机组的一大难题。随着机组超低排放改造，脱硝系统投运后，NH4HSO4的生成加速了空预器差压的升高。如此，不仅降低了空预器的换热效率，影响机组运行安全，还会缩短使用寿命［1］。就目前而言，在线水冲洗和在线升温吹灰，是降低空预器差压有效方法。以下结合笔者的工作实践，探讨了空预器差压大的原因与处理方法。设备概况1.1锅炉情况某国产660MW超临界锅炉是北京巴布科克•威尔科克斯有限公司按美国B&W公司SWUP系列锅炉技术标准生产的超临界、螺旋炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置的全悬吊结构型锅炉，型号B&WB-1903/25.4-M。每台锅炉配有2台50%容量、单级、三分仓回转式空气预热器，型号为31.5VNT1960，由豪顿华工程有限公司生产。1.2空预器结构空预器主轴垂直布置，烟气和空气以逆流方式换热；密封系统采用豪顿VN技术，即固定多重密封。主要部件结构见图1，包括换热元件、转子、转子外壳、端柱、顶部结构、底部结构、过渡烟风道、转子驱动装置、底部推力轴承、顶部导向轴承、转子密封系统和吹灰器。其中，每台空预器配有2台吹灰器，分别位

于烟气入口和烟气出口。每台吹灰器上均配有使用过热蒸汽作为吹灰介质的半伸缩式吹枪，空预器吹灰按照先顶部、后底部的顺序，两侧同时进行。图1：空预器主要部件结构示意图空预器差压大的原因和危害2.1空预器差压大的原因经现场检查分析，空预器差压大的原因包括：第一，锅炉燃煤煤种不符合设计值。煤种含硫量过高，会引起烟气露点的降低，导致空预器冷端结露而造成腐蚀。燃煤低位发热量过低，会造成燃煤量、烟气量增大，增加了空预器阻力。灰分过高，造成锅炉各受热面积灰及磨损严重。挥发分过高，引起灰熔点下降，更容易结焦⑵第二，空预器吹灰时，疏水不畅或时间过短，造成空预器吹灰蒸汽过热度不足，吹灰效果差，蒸汽带水，严重时还会在高温下与积灰泥化板结。第三，SCR氨逃逸浓度，烟气中的SO3与NH反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵的粘性很强，进而在空预器中沉积，还会让飞灰附着在空预器上，导致空预器差压上升。2.2空预器差压大的危害空预器差压大，带来的危害主要有：①风烟系统阻力升高，导致风机点电耗增大，限制锅炉的最大出力。②炉膛压力不稳定，发生周期性波动，两侧风机工况不一致，易造成风机失速、抢风等故障。③空预器的换热效率降低，漏风量增大，锅炉的排烟温度升高⑶。④空预器局部堵塞，可能造成卡涩、磨损。⑤缩短了空预器的使用寿命，维修保养费用增高。空预器差压大的处理方法3.1在线升温吹灰鉴于空预器积灰差压高，机组带负荷能力受限。为了减轻空预器阻塞，决定采用提升锅炉排烟温度，提高空预器吹灰压力连续吹灰的方法降低空预器差压。升温处理采用正常的双套风机运行方式，机组AGC撤出，机组负荷稳定在530MW左右，控制电除尘进口温度在80〜155°C之间，将空预器排烟温度升至190°C，使得积附在空预器换热面上的硫酸氢铵的气化，通过吹灰蒸汽带走，达到降低空预器杜塞的效果。空预器升温吹灰操作步骤(以#4B空预器为例)：撤出#4机组AGC，维持负荷530MW左右，撤出锅炉主控自动。全面检查#4炉引、送风机、一次风机及磨煤机运行正常，各参数、壁温正常，燃烧工况稳定。关闭#4炉送风机出口联络电动挡板。开启#4B送风机热风再循环风门。将#4B送风机动叶调节切“手动”并缓慢关小，查#4A送风机动叶自动开大，以汁0.5°C/min升温速率提升B侧排烟温度。查#4B空预器电流正常，锅炉二次风总风量基本不变，各风机运行正常,燃烧工况稳定。告知环保主值协同调节管式GGH控制电除尘进口温度。当#4B空预器排烟温度升至160C，现场检查空预器运行情况，加强#4A空预器电流监视，电流晃动最大不超过14A，否则停止升温操作。如#4B空预器电流平稳，就地无摩擦声，则继续将#4B空预器排烟温度升至170C。现场检查空预器运行情况，加强#4A空预器电流监视，电流晃动最大不超过14A，否则停止升温操作。重复第8、9操作步骤，将#4B空预器排烟温度升至190C。通过提高吹灰蒸汽压力的方式，将#4A空预器吹灰蒸汽压力提高至2.0MPa，并投入冷端连续吹灰3次。同时监视#4B空预器差压变化趋势。如#4B空预器差压仍有明显下降趋势，则继续维持此工况运行，直至空预器差压无明显下降趋势为止。#4B空预器升温吹灰工作完毕，恢复正常运行方式。根据试验情况决定是否进行#4A空预器升温吹灰降差压操作。案例1：2021年1月18日，发现#4炉空预器积灰差压升高，致使机组带负荷能力受限。试验前机组状态状态：#4机组负荷500MW，#4B、C、D、E、F磨煤机运行，#4A磨煤机备用，#4A、B空预器烟气侧差压分别为1.66kPa、1.65kPa。#4炉送风机出口联络电动挡板切“就地”并缓慢关闭，强制空预器跳闸连跳同侧风机联锁保护。为了减轻空预器阻塞，经讨论决定采用提升锅炉排烟温度，提高空预器吹灰压力连续吹灰的方法，轮流对两侧空预器进行升温提压吹灰，降低空预器差压。经过8小时的在线升温吹灰，#4A、B空预器烟气侧差压下降至0.95、0.85kPa，效果明显(如图2)。图2：2021年1月18日#4炉空预器进行升温提压吹灰曲线分析操作注意事项如下：（1）#4炉送风机动叶开度上限为65%，在关小一侧送风机动叶时应确保另一侧送风机动叶开度，如已开至上限后应撤出自动，根据氧量及总风量手动调节。（2）升温过程若升温侧空预器电流生14A则暂停升温。如空预器电流超过18A，则开启同侧送风机动叶，降低排烟温度，防止空预器膨胀不均卡涩。（3）硫酸氢铵的气化温度为150°C-230°C，在对空预器上进行升温后，硫酸氢铵从固态转化为气态或软化，同时吹灰可以有效减轻空预器堵塞问题。空预器换热元件为普通碳钢变形温度为420C，表面喷涂陶瓷的冷端换热元件爆瓷温度在350C以上，因此升温处理对换热元件无影响。（4）此次试验，全关送风机动叶后烟温仍未达到要求，为满足试验要求，适当提升负荷，并适当关小同侧一次风机动叶开度后，烟温持续上升，达到试验要求后进行试验。（5）升温试验过程中，锅炉巡检应就地加强对试验空预器的巡查和测温工作，发现空预器本体有异音、温度异常、冒火星等异常现象时，及时汇报值长，查明原因后方可继续试验。（6）升温试验过程中，严格控制升温速率。操作员加强对空预器电流、空预器差压、进出口烟压烟温、进出口风压风温的监视。当发现烟压烟温或风压风温发生大幅度波动时，应立即查明原因，若确认为空预器二次燃烧，应立即按规程规定处理。（7）升温过程中严密监视电除尘进口烟温，加强与环保主值的联系，协调控制电除尘进口烟温控制在80〜155C之间，最高不得超过160C，若电除尘进口烟温超限，立即停止升温操作，待环保运行调整参数正常后继续升温操作。如电除尘进口烟温超出上述范围，而环保运行无有效调节措施，则通过调节机组负荷等措施调节。（8）升温过程中严密监视烟尘排放浓度的变化，调整电除尘电场运行方式，由间隙供电改为火花整定模式。注意监视脱硫吸收塔入口烟温＞120^，同时注意脱硫效率的变化。(9)加强空预器、送风机、引风机、一次风机的检查，发现振动大、轴承温度高等不正常现象及时汇报，暂停升温。如引风机轴承温度升高，应启动备用冷却风机同时进行冷却，待异常处理正常后决定是否再继续升温。(10)若空预器跳闸，关闭空预器烟气进口挡板，保留3台磨煤机运行，停运同侧一次风机，检查该一次风机出口档板、冷风档板和同侧空预器一次风出口档板自动关闭，同侧空预器出口二次风档板保持开启状态。机组负荷减至330MW以下运行，检查风烟系统各风机和档板状态正常。如空预器跳闸后无法启动，立即通知维护人员就地手动盘车，如卡死盘不动，则待空预器冷却后再手动盘车，其他事项按规程处理。案例2：2020年11月02日#1炉空预器积灰差压高且有不断增大趋势，机组带负荷能力受限。为了减轻空预器阻塞，经讨论决定采用提升锅炉排烟温度，提高空预器吹灰压力连续吹灰的方法降低空预器差压。经过几天观察，该处理方法效果明显，空预器差压下降幅度较大，见表1。而且，此方法操作较水冲洗简单、耗时较短、成本较低。表1：#1B空预器受热面升温吹灰前后的效果比较时间负荷(MW)空预器差压(kPa)送风机出口压力(kPa)总风量(t/h)升温前5001.941.84 |2218升温后5000.831.082118

升温前6001.822.392488升温后6101.141.812466图3：试验前500mw、600MW工况图4：试验后500mw、600MW图4：试验后500mw、600MW工况3.2在线水冲洗#1炉空预器积灰差压高且有不断增大趋势，机组带负荷能力受限。#1机组状态如下：负荷570MW，#1A、#1B汽泵运行，#1A、B、D、E、F磨煤机运行，#1C磨煤机C修。#1号炉送风机出口联络电动挡板关闭，强制空预器跳闸连跳同侧风机联锁保护（对应档板不会自动关）。堵灰情况从2012年1月20日以后明显加重。在当前运行状态下机组满负荷时，烟气侧差压达2.2kPa，送风机开始发生轻微失速现象。靠运行调整及蒸汽吹灰手段已无法解决空预器堵灰问题，故需要进行在线水冲洗。与停炉冲洗方法一样，在空预器冷端下部搭设冲洗脚手架平台，冲洗人员将冲洗装置绑扎在脚手架的钢管上，由下向上进行高压水冲洗。在空预器热端，用消防水配合进行喷淋，冲洗污水用水带排至捞渣机溢流水池，见图5。在线水冲洗流程是：灰斗外部放灰一空预器单侧隔离一搭脚手架（架轨道）一灰斗内部清灰一水冲洗一拆脚手架（轨道）一烘十一恢复运行。图5：空预器在线水冲洗示意图在线水冲洗的要点如下：①做好冲洗前的准备工作，例如在烟气进口挡板、二次风出口挡板、一次风出口挡板电动头处，做好搭架子工作；安装灰斗和风道排水水带；备好空预器手动盘车摇柄等。②高压水冲洗时，喷嘴对应的空预器热端位置用消防水配合喷淋，注意排水是否顺畅。当水带堵塞时，要停止水消防水喷淋，及时疏通，并安排专人检查。③根据消防水喷淋流下来的水，判定冲洗是否干净。当流出的水己无明显颜色变化，透光率达到90%，说明空预器已冲洗干净，在线水冲洗作业结束[4]④冲洗结束后对空预器烘干：关闭一、二次风道放水阀，关闭风机出口一、二次风道人孔门；空预器切至冲洗转速运行，稍开空预器热一次风出口挡板进行烘干；打开人孔门进行检查，当换热面完全干燥时，才可确认烘干结束。⑤空预器恢复运行，确保冲洗、烘干结束，确认空预器各人孔门关闭，检查各部件已经具备启动条件，期间注意保持热一次风温、各台磨出口风温、一次风量稳定。结语综上所述，超临界锅炉运行时，空预器堵灰、差压变大是一个常见问题，不仅影响机组稳定运行，还会影响空预器的工作效率和寿命。文章结合某国产660MW超临界锅炉的空预器，分析了差压大的原因，介绍了在线升温吹灰、在线水冲洗方案的实施和应用效果。希望通过本文，为