600MW机组锅炉空预器堵塞原因分析及处理

600MW机组锅炉空预器堵塞原因分析及处理

(山西鲁能河曲发电有限公司山西省忻州市036500)

摘要:近几年来,由于环境对国民生产生活带来极大的影响,环保要求随之提高,继火电厂脱硫工程上马后,脱硝工程随即上马,目前全国大部分火电厂都已进行了脱硝改造,但随之而来的脱硝改造后生成的硫酸氢铵导致的空预器堵塞问题也越发明显。这不仅影响到电厂的经济运行,严重时出现限负荷情况,甚至机组被迫停运。本文主要对600MW机组锅炉空预器堵塞原因分析及处理进行了简要的分析。

关键词:600MW机组;锅炉;空预器;堵塞

1堵塞原因分析

1.1发电机组在启停时易导致空预器堵塞

这是因为机组在启动和停机时,机组运行的锅炉排烟出温度较低,从而导致烟气当中包含的水蒸与硫酸蒸汽在其低温区域出现凝露现象,而烟气当中所产生的飞灰则会粘连附着在蓄热元件表层区域。与此同时,在锅炉进行点火时,由于此时炉膛区域温度较低,而锅炉飞灰当中由于包含了大量未经过充分燃烧的煤粉,因此,为了避免煤粉在蓄热元件区域进行聚集,这就需要空预器实施连续的吹灰运行作业,而排烟温度长时间处于较低状态则会导致烟气燃烧生成的水蒸汽与吹灰蒸汽于蓄热元件的底部区域凝结,致使飞灰粘连,从而加剧了空预器飞灰堵塞情况。

1.2锅炉中入炉煤的硫份较高,导致空预器堵塞

由于入炉煤的硫份和空预器冷端区域的酸露点呈正相关态势,因此,在排烟温度小于酸露点时,则会出现空预器冷端出的蓄热元件积灰以及低温腐蚀状况。

1.3作业环境温度较低

在机组运行状态下,一旦作业环境出现温度过低的情况,此时即使借助热风再循环和暖风器系统的联合加热,也依旧无法满足排烟温度高于酸露点的标准,从而致使堵灰和低温腐蚀情况的出现。

1.4脱硝系统导致空预器冷端出现积灰状况

在脱硝系统入手运行后,空预器的冷端蓄热元件区域极易发生硫酸氢铵凝结现象,尤其是在低温环境或者机组低负荷运行状态下,由于脱硝入口处的烟气温度较低,致使脱硝催化剂本身的活性降低,此时为了确保脱硝出口区烟气中含有的NOx含量在排放标准值限定范围内,则会造成喷氨量大幅增加,致使氨逃逸概率上涨,此时极易产生硫酸氢铵。与此同时,在环境温度较低的情况下,锅炉的排烟温度也相对处于较低数值,这就会导致冷端区域的蓄热元件发生硫酸氢铵凝结情况,造成堵灰现象。

1.5热风再循环设备的运行造成空预器堵塞

之所以设置该项循坏系统,主要是为了将空气从热风出口引入到送风机入口区域,由于空预器本身存在漏风情况,而热风再循环装置在运行产生的热风当中携有飞灰,因此极易在冷端的低温区域导致机会粘连情况出现,特别是在排烟温度处于较低状态时,飞灰粘连现象将更加明显。

1.6省煤器的灰斗区域存在下灰不畅的情况

一旦省煤器的灰斗处存在下灰不畅状况,一些大颗粒的飞灰则会直接进入到空预器内部,从而导致空预器堵塞情况发生。

2空气预热器堵塞治理

2.1控制氨逃逸率

由于硫酸氢铵的强吸附,会造成大量灰尘沉淀在空气预热器中,导致空气预热器堵塞和阻力上升,严重时会迫使关闭反应器去清洁空气预热器。同时,硫酸氢铵或硫酸铵本身对金属具有很强的腐蚀性,会引起催化剂金属支架的腐蚀损坏和空气预热器的冷段腐蚀损坏。另外,过量的氨水提高运行成本,并导致飞灰化学性质的变化,飞灰质量恶化,使用价值较低;氨泄漏到空气中会对环境造成空气污染,因此,关于氨泄漏问题要严格把握,避免氨泄露流量超过3μL/L。反应堆中NH3/NOx的摩尔比、流量以及温度与反应器入口管道结构紧密相连,因此合适的入口管道设计可以避免这些偏差,并完全去除NH3泄漏和NOx,提高脱氮效率。烟道气中SO3的含量主要来源于煤燃烧产生的硫化物,而硫酸氢铵的形成主要受SO3含量的影响,因此,SCR中氨逃逸量控制量对于不同煤种也不同。根据汗流量,煤种主要分为低硫煤、中硫煤和高硫煤,分别含S量为1%、1.5%和3%,氨逸出分别小于6μL/L、4μL/L和2μL/L。在控制氨逸出量的情况下,可以使用CFD软件优化SCR脱硝化装置,通过分析模拟装置烟气流量和速度分布,以找出最合适的导流叶片的类型、以及所需数量和安装位置,从而使SCR脱硝化装置具有均匀的入口烟气流速、温度和浓度;同时调整喷嘴的氨格栅(AIG),使NH3最大程度的均匀混合,实现氨逸出量最少的目的。

2.2控制空预器壁温

另外,提高低温加热面的壁温也是改善锅炉运行常用有效的方法。提高加热面壁温主要通过提高平均排气温度和平均冷气温度来实现。当加热面壁温度提高至大于露点温度,金属表面不会出现硫酸蒸汽的冷凝物,从而避免了金属表面被腐蚀。然而,增加废气温度会增加锅炉的热损失并降低锅炉的经济性。因此,保持空气预热器的冷气温度以提高冷侧的壁温度是重要的。某电厂三期两台锅炉通过安装暖风器来根据实际情况调节空气预热器入口冷空气温度,使其温度控制在20~50℃的范围内。所以为了保持合适的开度,运行在加热器出现泄漏现象的情况下,应及时联系维修及时解决。确保加热器可长期可靠运行。锅炉启停或高压加热器因任何原因中断,导致低温烟雾应放入加热器操作。确保冷预热器的空气温度在规定的范围内。

2.3对沉积的NH4HSO4进行及时清理

硫酸氢铵在中温范围至空气预热器低温冷段的温度范围内具有很强的粘度。空气预热器易被吸附的灰尘堵塞,使其不能正常。工作因此,有必要重建空气预热器,改变吹风运行方式。因为空气预热器中产生硫酸氢铵温度范围与绝大部分中温段和部分低温相匹配,容易使粘着大量灰尘的硫酸氢铵堵塞两个旁路连接间隙,因此,可以合并传统的低温冷段和中温段。由于搪瓷传热部件不仅价格便宜,而且其传热性能和耐腐蚀性上优于合金钢,所以可以用搪瓷传热部件来代替更换冷段部件,原有高温部分不变。另外,移除空气预热器转子内部的格栅,将水平分隔板将延伸到冷段,置于冷段后传热部件。提高传热元件的表面光洁度也可以改善硫酸氢铵的结垢程度。用含蒸汽和高压气的双重介质的吹灰器来取代原来的单种介质的吹灰器。其中蒸汽介质用于日常吹灰、高压水介质用于堵塞加剧后的停炉清洗。

2.4对空预器进行在线清洗

在机组检修时,对空气预热器进行在线高压水清洗。在线高压水冲洗压力一般控制在20~30MPa,冲洗周期控制在20天以上。这种方法虽然有一定的效果,但成本比较高,一般要几十万,且不能完全清洗掉堵塞的灰尘。即使增加空气预热器蒸汽的压力和频率,空气预热器的堵塞问题也只能得到缓解而已。

2.5避免频繁启停炉或长期低负荷运行

在设备的启动过程中,为能够使其有效的适应实际的运行环境,其设备温度上升较慢,此时烟气温度较低,同时金属壁温度也仅能保持在相对恒定的状态下,这便容易受到设备运行环境的影响而导致烟气湿气增加,继而为积灰的粘附提供了实际条件。低负荷的运行同样易造成壁面温度过低的问题,继而增加了水宁颗粒的数量,此时积灰的沉积物不断增加,积灰数量便也随之增加,致使预热器难以正常工作。如在积灰大量沉积的过程中未能及时的进行相关的处理工作,则难以确保设备的稳定运行,从而增加了设备损坏的概率。

3结语

电厂锅炉脱硝系统中空气预热器防堵塞技术水平运用仍需不断地改善。创新需高技术人才,采用合理方式和管理手段,才能促进电厂锅炉脱硝系统中空气预热器防堵塞技术水平的运用的发展和生存。为了增强电厂锅炉脱硝系统中空气预热器防堵塞技术水平的运用,必须在一定程度上加大电厂锅炉脱硝系统中空气预热器防堵塞技术水平的运用力度,为电厂安全赢得一个良好的环境。

参考文献

[1]刘禹鹏.600MW锅炉空预器积灰堵塞原因分析及预防探索[J].科技与企业,2016(09):213-214.

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