660MW鍋爐空氣預熱器運行調整清堵探討

王云鵬

（新鄉中益發電有限公司，河南 長垣 453400）

空氣預熱器堵灰是運行中常見的現象，一般廠家都配套設置暖風器、熱風再循環、蒸汽吹灰等，但這些只能起緩解作用，不能有效消除空氣預熱器堵塞。空氣預熱器清堵效果最好的方式是將機組停運，將空氣預熱器受熱面吊出，逐個進行高壓水沖洗，但這種方式費用高，工期長，沖洗后還遺留處理廢水的問題。為此2019年11月份公司對1#機空氣預熱器采用運行調整的方式清堵，依據空氣預熱器堵灰機理，采用提升負荷的方式，最終將空氣預熱器差壓調至正常范圍。

1 情況簡介

公 司 2×660MW 鍋 爐 型 號 為 DG2060/26.15-Ⅱ2 型超超臨界直流爐，單爐膛，平衡通風，全懸吊Π型布置。每臺鍋爐配備2臺三分倉回轉式空氣預熱器，2臺50%容量的靜葉可調軸流式汽動引風機，2臺50%容量的動葉可調軸流式送風機，2臺50%容量的動葉可調軸流式一次風機。空氣預熱器為東方鍋爐股份有限公司生產，冷熱端各配置1臺吹灰器，采用熱風再循環方式用于冬季冷端加熱。2019年11月下旬，隨著環境溫度下降，鍋爐排煙溫度越來越低，1#機空氣預熱器差壓逐漸增大，430MW時兩臺空氣預熱器差壓最高達3.2kPa，2臺引風機頻繁搶風，2天搶風5次，嚴重影響鍋爐的安全運行。考慮到停機沖洗既影響發電量又增加費用，于是，采用運行調整的方式將空氣預熱器疏通。

2 原因簡析

通常空氣預熱器積灰原因主要有2個，一個低溫腐蝕積灰，另一個是硫酸氫銨粘污積灰。低溫腐蝕積灰主要是燃料中的硫引起，燃料中的硫燃燒后生成的SO3與H2O反應生成硫酸，硫酸露點溫度高，易在空氣預熱器的冷端凝結造成灰垢黏附，導致加熱元件通道堵塞。硫酸氨銨粘污積灰主要是由SCR系統脫硝噴氨引起，由于脫硝過程中氨逃逸不可避免地存在，在空氣預熱器的中下層與煙氣中的SO3形成硫酸氫銨，硫酸氫銨在不同的溫度下分別呈氣態、液態、顆粒狀，其中的液態區為ABS區，對于燃煤機組，ABS區范圍為146～207℃，液態硫酸氫銨捕捉飛灰能力極強，與煙氣中的飛灰粒子相結合，黏附在空氣預熱器傳熱元件上形成融鹽狀的積灰。對于公司空氣預熱器的積灰，硫酸氫銨粘污積灰更為突出，主要是由較高硫分經濟煤種的摻配及超低排放的要求引起。公司SCR煙氣脫硝NOx含量入口設計值是650mg/Nm3，出口設計值是195mg/Nm3，而實際運行當中660MW時入口NOx含量高達700mg/Nm3，出口卻受超低排放限制必須小于50mg/Nm3，因此，正常運行中的噴氨量比設計值多，氨逃逸偏多，再加上較高硫分的經濟煤種的摻配，更易導致硫酸氫銨粘污積灰。

3 清堵措施

（1）清堵方案的選擇。空氣預熱器清堵措施通常有三種，即提高受熱面溫度、蒸汽吹灰、水沖洗。傳統的提高受熱面溫度及蒸汽吹灰等措施一般廠家均配套設置，如暖風器、熱風再循環、冷熱端蒸汽吹灰等，但這些措施只能起減緩作用，不能有效疏通。水沖洗措施理論上能有效疏通，但不停爐在線水沖洗風險大，效果甚微，一般不可用。停爐不吊出受熱面沖洗，很難做到沖洗均勻，公司1#機2019年3月就采用停爐不吊出受熱面清洗過一次，但因疏通不均，機組啟動后爐膛負壓波動200Pa以上，對鍋爐穩燃影響很大，后被迫于2019年4月再次停爐清洗。停爐吊出受熱面沖洗效果最好，2019年4月就用這種方式。當時，為了節省工期及費用，只沖洗外三圈，上層及中層外三圈吊出清洗，下層外三圈不吊出清洗，清洗后663MW時空氣預熱器差壓1.39kPa，基本能滿足運行要求，但這種方式費用高、費時長，且沖洗后的廢水還難處理，如本次工期20天，沖洗費用60萬元，沖洗廢水2000t，處理廢水近兩個月。倘若能在不停爐的情況下通過運行調整的方式將空氣預熱器疏通，將是一個很不錯的選擇，這樣既不影響發電量，也能節約費用，還能解決處理廢水的難題。

（2）運行調整清堵方案可行性分析。運行調整清堵的理論依據是硫酸氫銨熱解機理、低溫腐蝕機理、硫酸氫銨ABS區域形成機理，其主要手段是提升機組負荷，輔助手段是投運熱風再循環和空氣預熱器吹灰。提升機組負荷的作用有3個，一是提升空氣預熱器受熱面溫度，二是增大煙氣流速，三是低氧燃燒。熱風再循環及蒸汽吹灰的作用也是提高受熱面溫度，另外，空氣預熱器吹灰還有直接清灰的作用。提高受熱面溫度能后移硫酸結露的位置，后移ABS區域的位置，熱解硫酸氫銨。增大煙氣流速可以增加煙氣中的飛灰對積灰結塊的削磨。低氧燃燒有利于減少SO3的生成，從而減少硫酸氫銨的生成。因此，用提升負荷的方法對空氣預熱器清堵是可行的。

（3）清堵措施實施。2019年11月25日，公司決定用運行調整的方式疏通空氣預熱器，調整方法如下。降低入爐煤硫分，公司入爐煤硫份設計值1.3%，結合相關理論將硫分調整到1%以下。全開熱風再循環，依據廠家提供的冷端綜合溫度曲線，盡量將冷端綜合溫度提高至150℃以上。空氣預熱器冷端投連續吹灰，按照廠家資料的指導，保持冷端吹灰壓力不低于1.2MPa，溫度不低于338℃。空氣預熱器扇形板盡量往下壓低，減小漏風，并根據空氣預熱器電流波動情況調整，空氣預熱器主電機額定電流53.5A，正常運行時電流18A，調整過程中若電流超過28A則適當抬升扇形板，電流下降后再試探下壓。根據空氣預熱器差壓及汽動引風機轉速帶負荷，空氣預熱器差壓以不超過3.5kPa為宜，汽動引風機轉速不超過5700rpm。以上指標均不超標情況下，負荷盡量往上升，調整時，注意2臺一次風機、兩臺送風機電流要平衡，2臺汽動引風機小機調門開度要一致，防止發生搶風現象。

4 調整效果

2019年11月25日13:00開始調整，此時，負荷380MW，空氣預熱器差壓2.8kPa，8h后負荷能升至462MW，空氣預熱器差壓達最高值3.43kPa，30h后負荷能升至550MW，空氣預熱器差壓明顯下降，至27日晚高峰期間625MW時，差壓降至1.55kPa，基本恢復至正常狀態。

5 結語

通過本次實踐證明，空氣預熱器堵塞后是可以通過運行調整的方式清堵的，這種方式能讓鍋爐恢復到正常運行狀態。這種方式方便、快捷，不影響機組發電，不用考慮處理廢水的問題，還能節約沖洗費用。