防止空預(yù)器堵灰腐蝕措施和空預(yù)器漏風(fēng)率治理措施,值得借鑒!
技術(shù)原理與要點:
空預(yù)器綜合冷端溫度(空預(yù)器進口空氣溫度與煙氣出口平均溫度之和)對冷端結(jié)露和腐蝕、堵灰影響較大??疹A(yù)器出口綜合冷端溫度如低于酸露點溫度,空預(yù)器冷端很快就會積灰,一周內(nèi)就形成極難去除的板結(jié)垢。冷端溫度目標值應(yīng)根據(jù)“綜合冷端溫度與燃料含硫量變化曲線”確定,并根據(jù)燃用煤種性質(zhì)進行修正,除收到基全硫(St,ar)<0.5%的入爐煤,燃用其他煤種原則上不要低于130℃。
煙氣酸露點主要受燃煤中的硫分、灰分、灰成分(特別是灰中Ca含量)、水分和發(fā)熱量的影響,灰分和灰中Ca含量越高,酸露點越低;硫分和水分越高,酸露點越高。由于不同酸露點計算經(jīng)驗公式計算出的數(shù)值偏差較大,對燃用煤種相對穩(wěn)定的鍋爐,應(yīng)通過調(diào)整冷端溫度觀察空預(yù)器差壓變化趨勢等方法,確定該煤種對應(yīng)的目標綜合溫度控制值,并根據(jù)空預(yù)器煙氣側(cè)差壓變化情況及時提高空預(yù)器冷端溫度控制值。為提高控制精度和減輕運行人員調(diào)整工作量,空預(yù)器綜合冷端溫度控制目標值建議通過原煙氣SO2濃度、燃煤量、煙氣量等參數(shù)實時計算并參與自動調(diào)節(jié)。
機組啟/停階段要注重冷端溫度控制,投入暖風(fēng)器或熱風(fēng)再循環(huán)努力控制空預(yù)器綜合冷端溫度不低于目標溫度。
空預(yù)器出口綜合冷端溫度低于目標值時,優(yōu)先采用降低磨煤機出口溫度,適當(dāng)增加一次風(fēng)比例(注意鍋爐燃燒和飛灰含碳量的變化情況),以提高空預(yù)器出口排煙溫度。
空預(yù)器蒸汽吹灰疏水溫度控制在比吹灰母管壓力對應(yīng)的飽和溫度高5-20℃范圍內(nèi),空預(yù)器實際排煙溫度高于目標綜合冷端溫度時,取下限,否則取上限。
安裝并運行脫硝裝置的鍋爐,要防止局部或部分時段噴氨過量引起的氨逃逸量超標(≯3ppm)。
優(yōu)化鍋爐配風(fēng),利用煙氣再循環(huán),防止過氧(必要時根據(jù)CO生成量適度控制低氧)燃燒和爐膛局部溫度過高,減少爐內(nèi)SO3的生成。
空預(yù)器煙氣側(cè)差壓超過設(shè)計值或空預(yù)器冷端溫度低于目標溫度時,應(yīng)增加吹灰頻次,煙氣側(cè)差壓超過1.5倍設(shè)計值時,提高空預(yù)器冷端吹灰器彈簧閥后壓力(最高至1.5MPa)加強吹灰,當(dāng)差壓恢復(fù)正常值范圍內(nèi),逐漸恢復(fù)正常吹灰壓力,防止吹損蓄熱元件。
加強鍋爐暖風(fēng)器、熱風(fēng)再循環(huán)、空預(yù)器扇形板自動調(diào)整裝置設(shè)備的運行維護,保證設(shè)備運行良好。暖風(fēng)器、鍋爐受熱面(特別是省煤器)泄漏后要及時隔離或停爐處理??疹A(yù)器停爐進行水沖洗后,啟動點火前要充分烘干。
要加強空預(yù)器進出口差壓、溫度,空預(yù)器吹灰壓力、疏水溫度,脫硝催化劑出口氨逃逸等表計的檢測維護,保證指示準確。
空預(yù)器檢修中要通過校直大軸、修復(fù)密封片、利用新型密封技術(shù)等降低空預(yù)器漏風(fēng)率,提高空預(yù)器出口排煙溫度。
C級及以上計劃檢修時,根據(jù)空預(yù)器腐蝕、積灰情況把蓄熱元件拆包徹底清洗,冷、熱端蓄熱元件復(fù)裝時調(diào)換位置使用。部分電廠聘請專業(yè)清洗公司用高壓射流清洗車對空預(yù)器蓄熱元件在不吊出的情況下進行沖洗,效果十分顯著,一般機組停運10天左右即可完成沖洗,且費用不高,未實施高壓沖洗的電廠應(yīng)積極應(yīng)用這一技術(shù)。
空預(yù)器冷端蓄熱元件選型或換型可采用考頓鋼、ND鋼,或搪瓷波形板、陶瓷等耐腐蝕材料??疹A(yù)器堵塞嚴重的,要分析蓄熱元件高度和直徑設(shè)計是否合理,必要時進行大通道蓄熱元件換型改造(改成L型直通道),或進行空預(yù)器增加直徑改造。
投用暖風(fēng)器或熱風(fēng)再循環(huán)系統(tǒng),將對機組經(jīng)濟性產(chǎn)生不利影響,機組煤耗將上升1-3g/kWh,因此,在冷端綜合溫度(或冷端平均溫度)滿足要求的情況下,應(yīng)及時停用暖風(fēng)器或熱風(fēng)再循環(huán)系統(tǒng),防止過量投入造成能耗增加。
空預(yù)器在線高壓水沖洗案例:2012年11月,珞璜電廠在#5爐(600MW)運行中成功進行了空預(yù)器冷端傳元熱件在線高壓水沖洗,取得顯著成效。該廠空預(yù)器配備有冷端高壓水沖洗系統(tǒng),系統(tǒng)由柱塞泵(出口壓力25MPa)、伸縮式噴槍及相應(yīng)的供水、排水及管路系統(tǒng)組成。因該廠燃用高硫煤,在鍋爐進行SCR脫硝改造后,空預(yù)器極易產(chǎn)生硫酸氫銨堵灰,機組經(jīng)脫硝改造自11月19日投運后,一周內(nèi)空預(yù)器煙氣阻力由1.5KPa上升至2.6KPa。11月26日,經(jīng)對冷端高壓水系統(tǒng)進行完善和調(diào)試,電廠在機組運行中分別投入B側(cè)和A側(cè)水沖洗系統(tǒng),高壓水壓力25MPa,兩側(cè)共沖洗29小時,空預(yù)器阻力降至1.4KPa。實踐證明,在線高壓水沖洗能有效解決硫酸氫銨堵灰問題,也能部分解決陳舊性灰垢堵塞,配合運行中空預(yù)器蒸汽吹灰和暖風(fēng)器的合理投用,根據(jù)差壓上升趨勢適時投用高壓水沖洗,能較好控制空預(yù)器的阻力的上升。
2.空預(yù)器漏風(fēng)率治理措施
空預(yù)器漏風(fēng)率高是困擾電廠經(jīng)濟運行的又一難題,部分電廠空預(yù)器間隙自調(diào)裝置由于測量誤差或運行中卡澀等原因,難以投運,造成間隙偏大,漏風(fēng)率大;部分機組空預(yù)器冷、熱端間隙在冷態(tài)調(diào)整后,熱態(tài)無法進行再調(diào)整,或調(diào)整方法不當(dāng),也造成漏風(fēng)率上升;部分采用彈性可調(diào)密封或柔性密封的機組,隨著運行時間的增加,因密封元件磨損、彈片失效等原因,密封效果明顯下降。各電廠針對空預(yù)器漏風(fēng)率治理進行了不少探索,在《火力發(fā)電機節(jié)能降耗技術(shù)導(dǎo)則》、《300MW鍋爐及輔機節(jié)能降耗技術(shù)導(dǎo)則》和《燃煤電廠節(jié)能降耗技術(shù)推廣應(yīng)用目錄》推薦的相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)上,對空預(yù)器密封治理的相關(guān)技術(shù)和注意事項進行介紹:
(1)密封方式簡介
1)雙道密封改造:將轉(zhuǎn)子隔倉數(shù)增加一倍,通常由24分倉改為48分倉,加寬扇形板,形成雙密封面,漏風(fēng)率可降低30%,通常漏風(fēng)率低于6%。不足之處是風(fēng)煙阻力略有增加,轉(zhuǎn)子重量增加;如將原傳熱元件拆包切割,易造成傳熱面積下降和損元件。鶴崗電廠采用了該方案。
2)三道密封改造:在原雙密封改造基礎(chǔ)上,進一步增加轉(zhuǎn)子隔倉,加寬扇形板,形成三道密封面,漏風(fēng)率可在雙密封基礎(chǔ)上進一步下降12%。但造成隔倉過密,傳熱元件偏小,風(fēng)煙阻力上升10%左右。目前部分一次風(fēng)壓頭較高的新機組采用。
3)拖拽式軟密封技術(shù):類似柔性密封技術(shù),在徑向隔板原徑向密封片的基礎(chǔ)上,再增加一道較薄的有一定彈性和折角較大的密封片,以增加密封道數(shù),并允許密封片與扇形板有一定接觸。在投運初期能有效降低漏風(fēng)率(可至4%左右)。不足之處:只在間隙小于10mm時有效,大機組無LCS(間隙自調(diào)裝置)時熱端效果不明顯;運行時間長后接觸式密封片易磨損失效。
應(yīng)用案例:陽邏電廠#1-4機組空預(yù)器進行過彈性可調(diào)密封改造,運行幾年后,因密封元件磨損、彈片失效等原因造成漏風(fēng)率增加,電廠經(jīng)調(diào)研和摸索,制訂了在原有密封的基礎(chǔ)上采取在熱端及冷端徑向密封各加裝柔性密封片,同時在原折12°角的徑向密封片的徑向隔板另一側(cè),增加一片較薄的折角的徑向密封片(折角40°),并高出原12°折角徑向密封片一定的距離,在空預(yù)器運行中允許較薄的密封片與徑向密封扇形板有輕微接觸的方案,來減輕空預(yù)器漏風(fēng)。實施后,空預(yù)器漏風(fēng)率由10%以上降至6%左右。
4)鋼絲刷軟密封:屬柔性密封技術(shù),也可稱刷式密封技術(shù),用金屬絲編織的刷式密封片來達到接觸式密封效果,投運初期漏風(fēng)率可降至4%以下,外高橋等1000MW機組采用了本技術(shù),不足之處是運行周期較短,鋼絲軟化快,倒伏變形后漏風(fēng)率增加,維護更換成本高。
5)彈簧密封技術(shù):屬柔性密封技術(shù),典型代表是華能達公司,利用帶彈簧的密封片實現(xiàn)密封片與扇形板的接觸式密封,降低漏風(fēng)率效果顯著,但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,運行周期長后彈簧易失效而造成漏風(fēng)率顯著上升,需經(jīng)常進行檢查和維護更換部件。華能榆社、辛店等多家電廠采用過這一技術(shù)。
6)自動漏風(fēng)控制系統(tǒng)(間隙自動調(diào)整裝置):大機組多數(shù)采用密封間隙自調(diào)裝置(LCS),以熱端間隙自調(diào)為主,典型代表是上鍋等國內(nèi)三大動力廠的空預(yù)器,采用間隙自動跟蹤技術(shù),自動調(diào)整扇形板位置,實現(xiàn)間隙在最小狀態(tài)而不碰磨。如使用得當(dāng),能起到較好的漏風(fēng)控制效果,通常漏風(fēng)率低于6%。但如果對該裝置不進行精心調(diào)試和有效的檢查維護,加上空預(yù)器溫度超限、變形、卡澀等原因,將間隙自調(diào)裝置手動退出,則漏風(fēng)率將顯著增加,公司系統(tǒng)多家電廠因不重視間隙自調(diào)裝置的投運,或因調(diào)整不當(dāng),造成漏風(fēng)率很高。因此應(yīng)進一步重視和采取有效措施保證該裝置運行在良好狀態(tài)。
7)焊接靜密封:通常采用固定式密封技術(shù),典型代表是豪頓華公司。針對間隙自調(diào)裝置(LCS)因維護工作量大、技術(shù)要求高而可能產(chǎn)生的漏風(fēng)率高的問題,以及因扇形板在線調(diào)節(jié)帶來的靜密封漏風(fēng)率大的問題,采用將靜密封片和密封板焊接,扇形板運行中處于固定位置,以長期降低直接漏風(fēng)。優(yōu)點是維護簡單,漏風(fēng)率長期穩(wěn)定,靜密封片壽命延長;不足之處是熱態(tài)時難以在線調(diào)節(jié)密封板,若冷態(tài)時對熱態(tài)間隙計算和預(yù)留不當(dāng),或熱態(tài)時煙氣溫度偏離設(shè)計值,則漏風(fēng)率將較高。豪頓華公司有專門的間隙計算軟件進行熱態(tài)間隙預(yù)留并對用戶保密。華能白楊河等電廠原空預(yù)器采用間隙自調(diào)裝置,因自調(diào)裝置運行不正常,而將密封型式改為固定式密封,漏風(fēng)率基本穩(wěn)定在7%左右,應(yīng)進一步積累經(jīng)驗,通過精心調(diào)整進一步降低漏風(fēng)率。
8)四分倉設(shè)計:主要用于循環(huán)流化床鍋爐,因一次風(fēng)壓較高,為降低漏風(fēng)率,將一次風(fēng)設(shè)置在二次風(fēng)的通道之間,形成四分倉,以降低至煙氣側(cè)的漏風(fēng)量,一般一臺鍋爐設(shè)置一臺空預(yù)器。
9)抽氣密封技術(shù):也稱疏導(dǎo)式密封技術(shù)。該系統(tǒng)由設(shè)備內(nèi)密封機構(gòu)和外漏風(fēng)回收裝置組成,原理是在空預(yù)器內(nèi)部建立立體的封閉機構(gòu),形成回收區(qū)及密封區(qū)。當(dāng)空氣向煙氣側(cè)泄漏時,必經(jīng)過冷、熱端及軸向回收區(qū),通過回收風(fēng)機負壓的作用把漏風(fēng)經(jīng)回收管道送入熱二次風(fēng)箱內(nèi)(冬季可切換至空預(yù)器入口,起熱風(fēng)再循環(huán)作用)。由于密封區(qū)的作用,使空氣泄漏量一般控制在5-6%左右,該泄漏風(fēng)進入回收區(qū)內(nèi),即被設(shè)備外回收裝置幾乎全部回收,因而漏入煙氣系統(tǒng)的泄漏空氣量很小,可使空預(yù)器漏風(fēng)率降至3%以下。但該裝置因需設(shè)置回收風(fēng)機而增加電耗,需綜合評估經(jīng)濟效益。
應(yīng)用案例:德州電廠#3鍋爐加裝空預(yù)器疏導(dǎo)式密封系統(tǒng),經(jīng)運行評估,降低漏風(fēng)率所產(chǎn)生的節(jié)能效果高于回收風(fēng)機所耗的電能,總體仍是經(jīng)濟的。
10)加壓密封技術(shù):通常用于GGH,即GGH的低泄漏風(fēng)系統(tǒng)。
11)綜合性密封技術(shù):部分廠家綜合以上多種技術(shù)的特點,對空預(yù)器徑向、軸向、周向(旁路)密封和相關(guān)靜密封進行針對性設(shè)計,實施漏風(fēng)率控制,典型代表是(無錫)巴克-杜爾公司的空預(yù)器密封技術(shù),如該公司的板式(彈性)雙密封技術(shù),采用可調(diào)節(jié)的徑向密封片、周向密封板、膨脹節(jié)靜密封片、熱端間隙可調(diào)機構(gòu)、冷端手動間隙調(diào)整機構(gòu)等,實施綜合密封調(diào)節(jié)。
(2)運行調(diào)節(jié)及維護注意事項
1)除精心控制好徑向、軸向密封間隙外,還要注意控制好密封板的端部密封,以及靜密封、旁路密封等。
2)在空預(yù)器超溫后,要及時調(diào)整密封間隙。煙氣溫度偏離設(shè)計溫度20℃以上,要及時重新計算調(diào)整密封間隙。
3)分析空預(yù)器卡澀原因,防止空預(yù)器膨脹不均、變形、大梁剛度差、中心不正,以及轉(zhuǎn)子格倉密封板變形、上下端不對口等問題。
4)注意空預(yù)器各部位的保溫效果,特別在雨雪、大風(fēng)天氣和冬季,防止因保溫不良造成空預(yù)器外殼變形,產(chǎn)生碰磨等。
5)特別重視間隙自調(diào)裝置的調(diào)整和維護,不得長時間把間隙退到最大位置,否則會大大增加漏風(fēng)率。
6)注意密封片焊接固定,利用檢修、調(diào)停機會檢查各部密封片和密封間隙,進行針對性調(diào)整。
7)盡量采用焊接靜密封。
8)保證導(dǎo)向軸承可靠運行,防止中心偏斜。
9)空預(yù)器檢修后初次投運,要有24-48小時磨合時間,根據(jù)磨合情況,精心調(diào)整熱態(tài)密封間隙,保持熱態(tài)良好運行狀態(tài)。
10)對采用圍帶驅(qū)動的空預(yù)器,因驅(qū)動力矩較大,若空預(yù)器有少量碰磨,不必隨意調(diào)大密封間隙。
11)空預(yù)器堵塞會造成煙風(fēng)阻力增大,而增加漏風(fēng)。運行中要定期對空預(yù)器漏風(fēng)率進行實測,及時采取措施降低漏風(fēng)率。
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