600 MW鍋爐空預器積灰堵塞原因分析及預防措施研究

彭海濤

大唐華銀攸縣能源有限公司 湖南 株洲412000

1 引言

鍋爐空預器經(jīng)常會出現(xiàn)積灰堵塞現(xiàn)象，從而對鍋爐正常運行造成傳熱效率降低、運行風險增加、增加能耗等不利影響，對企業(yè)生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效益十分不利。為此，針對鍋爐空預器積灰堵塞的原因進行分析并探討科學的預防和解決策略是十分必要的。

2 600MW鍋爐空預器積灰堵塞原因分析

600 MW鍋爐空預器積灰堵塞的主要原因包括傳熱元件、入爐煤硫份、吹灰壓力。

傳熱元件：傳熱元件的結構構造直接影響傳熱性能優(yōu)劣。系統(tǒng)傳熱元件是以波形金屬薄板緊密排列的構造形式緊密排列在籃子狀的框架中，裝有多層金屬薄板的籃子框架又以兩到多層的方式疊放在轉子的格倉中。整個轉子格倉分為冷層、中層以及熱層三大層，共同完成傳熱功能。由于空預器的傳熱元件排列緊密布局緊湊，因此工質通道相對狹窄，長期運行過程中，傳熱元件表面不斷積灰，使原本狹窄的通道空間更小，從而增加煙氣流通阻力，降低傳熱效率。這些都會導致空預器運行工況變差。從傳熱元件中轉子格倉的實際運行情況看，冷層元件比熱層元件積灰更明顯，因此工作人員應注意對冷層的元件進行檢查和清灰。通常采用旁移式的調換方式，這樣更便于工作人員進行查看清洗和維護。考慮到冷層和熱層元件長期受熱不均勻容易導致不同層元件壽命差異過大，可定期翻轉籃子框架，將冷層傳熱元件和熱層傳熱元件進行調換使用，有利于平衡元件的使用環(huán)境條件，延長傳熱元件的使用壽命。

入爐煤硫份：在溫度升高或硫酸濃度增加時，鍋爐空預器的冷層金屬薄板更容易發(fā)生腐蝕反應，腐蝕會進一步破壞空預器，長期運行會導致空預器積灰堵塞更嚴重。當入爐煤的煤質把控不嚴，入爐煤硫份較高時，空預器冷層的酸露點一旦超過煙氣溫度時，傳熱元件加速腐蝕，發(fā)生積灰和堵塞的情況更加頻繁。

吹灰壓力：吹灰作業(yè)必須待鍋爐達到一定的壓力才能進行，同時蒸汽作為吹灰介質需要達到一定的蒸汽壓，一旦吹灰壓力達不到正常范圍，則無法起到良好的吹灰效果，長期如此造成空預器積灰嚴重。

3 600MW鍋爐空預器積灰堵塞的預防解決措施

技術設備改造：針對空預器的傳熱元件構造問題進行技術改造。首先將空預器的冷層熱層元件進行材質替換，將原來傳熱性能較低的材料換成傳熱性能更優(yōu)的材料，同時具有較好抗阻力性能，便于提高吹灰效率，為工作人員清洗傳熱元件創(chuàng)建有利條件。其次，空預器傳熱元件中的波形薄板之間距離進行優(yōu)化計算，避免傳熱元件結構通道過窄造成積灰和堵塞現(xiàn)象。第三，優(yōu)化空預器的吹灰系統(tǒng)。蒸汽吹灰系統(tǒng)采用冷端換熱伸縮式高壓沖洗裝置，通過分布感應裝置獲取信息從而控制伸縮高壓沖洗裝置的伸縮長度和頻率，外部鏈接高壓水泵，對水壓和水量進行調控。除了在空預器傳熱元件周圍設置吹灰裝置以外，在煙氣進出口位置、鍋爐爐膛上部、煙道流通區(qū)域內也設置安裝吹灰裝置，采取自動程序來控制吹灰量和吹灰位置。為了更充分地發(fā)揮出空預器吹灰裝置的性能，對鍋爐本體受熱面吹灰裝置以及預熱器吹灰裝置的安裝數(shù)量和安裝位置進行優(yōu)化。其中鍋爐本體受熱面吹灰裝置共設置60只，均勻分布在爐膛周圍；煙道對流通道吹灰裝置共設置40只，均為可伸縮式吹灰裝置，分布在爐膛與煙道連接位置以及煙道內部；空預器煙氣入口和煙氣出口位置設置吹灰裝置2只，均為可伸縮式吹灰裝置。為了避免鍋爐預熱器元件發(fā)生腐蝕，引發(fā)更嚴重的積灰，鍋爐內的蒸汽從分隔板另一方的箱體出口排出，預熱器的蒸汽從過熱器箱體出口排出。鍋爐爐膛及空預器的所有吹灰裝置采取自動程序控制方式運行。實際生產(chǎn)中，采取吹灰裝置輪流運行的方式，便于應對緊急狀況，便于檢查清洗，延長吹灰器使用壽命。

嚴格控制入爐煤質：入爐煤質應進行嚴格檢驗，根據(jù)鍋爐生產(chǎn)工藝的煤質要求進行入爐煤含硫量的控制，通常情況下，入爐煤含硫量不超過1%。采取嚴格的監(jiān)控報警機制，一旦出現(xiàn)超標煤入爐，自動發(fā)出警報，提示工作人員采取措施。

控制吹灰蒸汽壓力，增加吹灰頻率。吹灰蒸汽壓力應滿足一定的條件，保障每次吹灰效率。根據(jù)鍋爐燃燒情況以及空預器傳熱元件的積灰情況制定吹灰的頻率。每兩次吹灰作業(yè)之間，工作人員注意觀察煙氣流通過程中的阻力大小及變化情況，靈活調整吹灰作業(yè)頻率。在鍋爐重新運行時應同時啟動吹灰裝置，穩(wěn)定運行后再根據(jù)運行負荷調整吹灰間隔時間。

設計觀察孔，安裝觀察燈：由于鍋爐及空預器的吹灰裝置數(shù)量較多，而且容易積灰，為了方便工作人員進行查看，在空預器傳熱冷層一端設置觀察孔，通過觀察孔可以從外部觀看到空預器傳熱元件表面是否積灰嚴重，還能觀察到空預器元件是否著火。在空預器冷層一端設置安裝觀察燈，方便工作人員清楚檢查傳熱元件表面積灰、堵塞情況，提高鍋爐空預器檢修維護工作效率。

4 結語

通過對鍋爐空預器積灰及堵塞問題的原因進行梳理分析，提出了對應的防治和解決辦法，不僅消除了鍋爐運行的風險隱患，同時也延長了設備壽命，為企業(yè)提質增效目標的實現(xiàn)創(chuàng)建了積極條件。