空預器在線水沖洗探索

安寶宏

（寧夏大唐國際大壩發電有限責任公司，寧夏 吳忠751607）

1 背景

寧夏大唐國際大壩發電有限責任公司6號鍋爐為DG2070／17.5－Ⅱ6型自然循環、中間再熱、單爐膛煤粉汽包爐，空預器原為東方鍋爐（集團）股份有限公司空預器工程分公司生產的LAP13494／1900三分倉容克式空氣預熱器。在2013年6號機組脫硝改造期間，空預器改用郁宏電力設備工程有限公司設計、生產的蓄熱元件。蓄熱元件由原三層改造為兩層，熱端蓄熱元件高度為1 200mm，版型DU，單張蓄熱片厚度0.5mm；冷端蓄熱元件高度為950mm，版型 YH－HK／B08，單張蓄熱片為鋼基材厚度0.7mm的搪瓷元件。

機組脫硝改造后，雖然氨逃逸的量有所變化，但是仍不可避免。逃逸的氨與煙氣中的硫氧化物、水蒸氣等反應生成硫酸氫銨等，煙氣溫度降至150～200℃之間時硫酸氫銨極易發生結露，黏附在空預器蓄熱片表面，并吸附煙氣中的灰塵顆粒，從而加劇蓄熱元件腐蝕及堵灰。為此，易發生硫酸氫銨結露的空預器低溫段普遍采用鍍搪瓷型式的蓄熱片，以提高氨逃逸生成的硫酸氫銨凝結產物在蓄熱片表面的流動性，使其易在重力、煙氣及吹灰氣流沖刷力的作用下流出蓄熱元件。

當負荷較低時，空預器在較低溫度下運行，當由于系統原因造成氨逃逸率突增時，硫酸氫銨凝結產物積聚，將引起空預器壓差增加，引風機電耗增加，機組出力和運行穩定性都受到很大影響。2014年9月，空預器蓄熱元件壓差最大值約4kPa，平均壓差約3.8kPa（負荷約567MW），機組運行安全穩定性受到嚴重影響。因此，需對空預器蓄熱元件進行沖洗。

2 空預器沖洗方式分析

目前，空預器蓄熱元件沖洗方式主要有以下幾種：根據沖洗方式可分為使用雙介質吹灰器進行沖洗和使用臨時的高壓水泵、槍進行沖洗；根據沖洗條件可分為機組停運離線沖洗、低負荷停運單側空預器沖洗和高負荷在線沖洗。

2.1 離線沖洗

所謂離線沖洗，是機組停運后人員進入空預器內部進行高壓水沖洗。此方法為機組停運后，手動盤動空預器，使用水交替進行大流量浸泡沖洗和高壓力低流量沖洗。此方法缺點為耗時較長，且必須在機組停運鍋爐放水冷卻后方可進行；非搪瓷的蓄熱片表面在沖洗后需及時采取措施進行干燥，避免發生氧化，引起蓄熱片堵塞。優點是能夠根據堵塞情況進行有針對性的沖洗，保證沖洗效果；沖洗后能進行直觀的透光檢驗。

2.2 低負荷停運單側空預器沖洗

機組運行期間帶50%負荷，隔絕單側空預器及對應一次風機、送風機和引風機，使用高壓沖洗水槍或雙介質吹灰器對自冷段垂直向上進行沖洗。該方法在沖洗期間需停運較多設備和保護，要密切監視設備運行參數，極易出現異常事故工況，對運行人員和設備可靠性要求較高。

2.3 高負荷在線沖洗

機組保持90%以上負荷，不改變運行狀態，只需退出安裝在煙氣側空預器蓄熱元件下方的熱工測點。自煙氣側入口（二次風與煙氣側扇形板邊）插入沖洗水槍，沖洗水經垂直向上的槍管和噴口垂直噴入蓄熱片間，同時投入對應的空預器熱端吹灰器。每15min將沖洗水槍向前推進15mm，對蓄熱元件進行連續沖洗。此方法不需改變機組各設備運行狀態，不需退出鍋爐各主保護，對機組影響較小。不過，該方法需事先疏通空預器出口煙道底部排灰系統，以便將沖洗下的灰垢排走；同時需要對煙道底面及支吊架進行密切監視，預防沖下的灰垢沉積板結造成煙道及支吊架損壞（這也是在線沖洗的通病）。

目前，由于雙介質吹灰器本身的局限性，其在國內電廠投運較少，僅在珞璜電廠、天津盤山電廠等幾家單位進行投運。大部分電廠則使用臨時高壓水泵、槍進行在線水沖洗。

3 在線水沖洗方案確定

寧夏大唐國際大壩發電公司6號鍋爐空預器在線水沖洗的具體方案：機組負荷穩定在550MW左右，沖洗水源取自消防水，水壓為50MPa。沖洗水經高壓水泵進行三級壓縮后升溫至60℃左右。沖洗水槍自煙氣側入口（二次風與煙氣側扇形板邊）距蓄熱元件下方1.1m高度插入。沖洗水經垂直向上的槍管和1.2mm噴口在距冷端蓄熱元件底部300mm高度垂直噴入蓄熱片間。每15min將沖洗水槍向前推進15mm。對蓄熱元件進行長周期連續沖洗，同時投入對應的空預器熱端吹灰器。開啟沖洗側空預器出口煙道人孔門，密切監視煙道積灰情況。及時疏通飛灰取樣裝置，避免飛灰取樣裝置被沖下的灰垢等堵塞。

3.1 沖洗水槍位置選取

自一次風、二次風放熱進入煙氣側后，蓄熱元件本體溫度在煙氣側入口（二次風與煙氣側扇形板邊）達到最低。同時，根據蓄熱元件冷段下方結構，在煙氣側入口處，除空預器出口氧量測點外無其他裝置，故沖洗水槍安裝在此處。

3.2 水量控制

由于空預器為煙氣和一、二次風提供換熱服務，若水量過大，會使大量的熱量被沖洗用水吸收，導致一、二次風溫降低，不能滿足制粉系統及燃燒系統正常運行要求。此外，過大的水流對沖洗水泵的出力有較高要求，不利于保證沖洗用水壓力。通過試驗并結合沖洗隊伍在國電酒泉電廠、神華馬家灘電廠的沖洗經驗，最終將槍頭噴嘴的數量控制為1個，噴嘴孔直徑為1.2mm，保證在50MPa壓力下進入空預器的沖洗水流量不超過3t／h。

3.3 水壓控制

水壓控制也非常關鍵，水壓過低，水流還未接觸蓄熱元件就會被熱煙氣蒸干，起不到沖洗的作用；水壓過高，會造成空預蓄熱元件損壞、搪瓷剝落及蓄熱片卷邊。我們選用了一臺額定壓力為110MPa的天津通潔3D－3Q－SZ80／140三缸柱塞高壓清洗泵，水壓設置在50MPa。

3.4 槍管支撐和推進問題

由于是臨時架設空預器沖洗槍管，空預器內部沒有支撐，空預器外支點處承受壓力較大，采用“支架＋空預外殼”固定導軌的方法保證了槍管的水平度和穩定性。在槍管上標等距的刻度，根據槍管刻度移動槍管，調節槍頭伸入空預器的深度。

4 沖洗效果

經過對6號機組1、2號空預器進行多個周期的持續沖洗，如表1和表2所示，兩臺空預器平均壓差由原3.8kPa降至2.7kPa左右，即降至正常范圍內。這說明，空預器冷端蓄熱元件表面凝結硫酸氫銨和黏結的灰垢被沖洗干凈，保障了機組安全穩定運行。

表1 空預器沖洗前后參數對比表

表2 空預器沖洗效果表

5 結論及建議

（1）采用高負荷在線沖洗工藝，不會影響機組正常運行，從而保障了機組的經濟性和安全性。該工藝在實施難易程度和對設備影響上均優于離線沖洗和低負荷停運單側空預器沖洗。

（2）高壓水沖洗及雙介質吹灰器沖洗均對空預器蓄熱元件及系統有不同程度損傷，屬于應急措施，不宜經常采取。在實際應用中，應通過優化吹灰工藝，保障空預器入口煙氣、一次風和二次風處于正常溫度水平，從而減少空預器蓄熱元件在正常運行工況下的堵塞情況。

［1］傅勇強.鍋爐空氣預熱器在線水沖洗技術應用［J］.湖北電力，2010，34（3）

［2］應明良，俞基安，謝堅勇，等.空氣預熱器在線水沖洗效果及經濟性分析［J］.熱力發電，2007，36（9）

［3］國家電力公司電力機械局，中國華電工程公司，中電聯標準化中心.電站鍋爐空氣預熱器［M］.北京：中國電力出版社，2002