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三分仓空预器防堵技术措施及系统改造方案分析

回转式空预器的工作原理:烟气与空气交替流过受热面,当烟气流过时,热量从烟气传给受热面,受热面温度升高,并积蓄热;当空气流过时,受热面将积蓄的热量释放给空气。这就容易导致烟气脱硝系统逃逸的氨与SO3反应生成硫酸氢铵,其以液体形式粘附在蓄热元件表面,或以液滴形式分散于烟气中。液态的硫酸氢铵是一种黏性很强的物质,在烟气中会粘附大量飞灰。硫酸氢铵的露点温度为147℃,黏性混合物随烟气进入下游低温区(147℃以下)时,硫酸氢铵会凝固并造成堵塞现象,另外硫酸氢铵本身对金属有较强的腐蚀性,会造成空预器冷端腐蚀,进而影响空预器的正常运行。

本文介绍了常见的三分仓空预器防堵技术措施及系统改造方案,以解决空预器堵塞导致系统阻力上升的问题,可为锅炉的经济运行提供参考。

本文中电站风烟体系由双一次风机、双送风机、双暖风器、双引风机、双空预器构成。空预器为豪顿华公司制造的三分仓容克式空气预热器,型号为32.5VNT2050,以该回转式空预器为改造对象。该空预器蓄热元件分为3层安置,转子分48隔仓,换热元件传热总表面积达121668 m2,气体流向为烟气向下、空气向上,旋转方向为烟气→二次风→一次风。


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容克式回转空预器防堵措施


(1)蒸汽吹灰器在防止空预器堵灰和二次燃烧方面起到主要作用。空预器吹灰频率可调整为4 h一次,疏水温度调整至300℃以上。

(2)控制脱硝氨逃逸率不大于1μL/L(当氨逃逸率小于1μL/L时,硫酸氢铵生成量很少)。

(3)尽量将空预器冷端综合温度提升到一个合适的比较高的温度点。硫酸氢铵的露点温度为147℃,空预器冷端综合温度可按比露点温度高8℃进行控制,硫分在0.8左右时,应控制冷端综合温度在155℃。

(4)根据实际煤种含硫量,对蓄热元件的材质进行更换。


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提高单侧空预器出口烟温降低,该侧空预器出入口差压的技术措施


(以提高A侧烟温为例)

(1)在提高单侧空预器烟温的操作过程中,应暂停锅炉本体、烟道吹灰,两台空预器冷端吹灰枪投入连续吹灰,且机组负荷在4 h内没有变动计划。A侧空预后排烟温度尽量提高,至少控制在155℃以上,同时B侧空预后排烟温度保持不低于100℃。

(2)机组电负荷稳定在60%到100%额定负荷之间,二次风量为额定总风量的60%~80%,送风机出口二次风联络挡板关闭。将A侧送风机动叶解除自动切换至手动控制模式,在手动模式下缓慢将A侧送风机动叶开度关小,调节A侧送风机动叶过程中一定要保持B侧送风机动叶以及两台引风机动叶在自动位,同时密切关注两台送风机电流、出口压力和两台空预器电流等参数变化,防止送风机发生失速、喘振现象。如果出现送风机失速、有异音或两台空预器电流大幅摆动等现象,应立即手动开大A侧送风机动叶开度,调整至两侧送风机电流相同,系统保持稳定后,待送、引风机各参数以及炉膛负压恢复正常,将A侧送风机动叶投入自动。

(3)当A侧送风机动叶开度慢慢关小时,尽量维持炉膛内总二次风量不变,A侧送风机风量维持最低为总风量的1/3,B侧送风机动叶开度会缓慢自动开大,A侧空预后排烟温度也会随着A侧风量的减少而逐渐升高,B侧空预后排烟温度则会因B侧送风量的增加而缓慢降低。可根据A侧空预后排烟温度的上升速率来控制A侧送风机动叶关小速度。

(4)当A侧空预器进出口差压开始变小到基本保持不变后,缓慢将A侧送风机动叶开大,将A、B侧送风机并列运行,系统稳定后,将A侧送风机动叶投入自动,系统回到正常运行方式。


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容克式回转空预器3.5分仓防堵改造降低空预器出入口差压说明


3.1 3.5分仓防堵系统简要说明

为改善回转式空预器堵灰严重的问题,可对三分仓空预器进行3.5分仓防堵灰改造,如图1所示。在空预器冷端二次风分仓内(接近一次风/二次风扇形板处)新增一个独立防堵分仓,将空预器出口热一次风(300℃以上热空气)引入空预器冷端防堵分仓中,热风经防堵分仓喷口喷出,在蓄热元件内建立局部高温高速吹扫区域,通过高温气化酸液、高流速携带灰粒的方式清除硫酸氢铵及粉尘沉积带。防堵风仓的热一次风在吹过蓄热元件之后,全部进入到热二次风道中。

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图1 空预器3.5分仓防堵系统图

新增防堵系统管道上安装有温度、压力以及流量测点,同时还安装有插板式隔绝门及调节挡板门,用于控制和调节进入到防堵分仓的热风流量或压力,同时在进入防堵分仓时将热风分为内环/外环两路通道,可在运行时进行防堵通道的切换,以此减少热风用量,强化吹扫效果(正常运行状态下,保持一个通道运行,另一通道关闭,定时切换)。

3.2 3.5分仓防堵系统运行操作要求

3.5分仓防堵系统中各隔绝门、调门皆可设置为电动执行机构带动执行。电动调门执行机构应满足可在就地通过切换旋钮自由切换就地/远方。所有电动隔绝门和电动调门均可在远方或者就地开启或者关闭,可通过设置A1(B1)/A2(B2)入口调门自动开启时间来实现双通道自动切换。

空预器防堵系统应设置专门的运行画面。其画面应加入A1(B1)/A2(B2)通道入口压力模拟量、烟气侧差压值、空预器电机电流以及设置A侧/B侧空预器防堵系统紧急退出按钮,便于运行人员掌握分析空预器实时运行工况,从而及时作出相应的调整。

3.3 系统启动调试步骤

3.3.1 启动前检查

(1)检查防堵系统风道保温完好,人孔门全部封闭。(2)检查仪表就地及远程显示正常。(3)检查全部设备已经送电正常,各执行器都在“远程”控制位,确保远方操作正常。(4)防堵系统风门全部关闭。

3.3.2 系统启动步骤

(1)开启空预器防堵系统电动隔绝门至全开状态(运行操作确认)。(2)开启空预器3.5分仓防堵系统A1(B1)和A2(B2)调节门至100%状态。

3.3.3 双通道A1(B1)/A2(B2)手动切换试验

(1)系统正常启动后,将A1(B1)调节门保持100%不变,将A2(B2)调节门调至0%,记录数据。(2)将A2(B2)调节门调至100%,再将A1(B1)调节门调至0%,记录数据。(3)确认A侧、B侧空预器的两个进风通道均可正常手动切换。

3.3.4 双通道自动切换试验

(1)在防堵系统运行画面检查A1(B1)和A2(B2)调节门(A/M)为手动状态。(2)保持A2(B2)位于100%状态,将A1(B1)调节门调至0%。(3)在防堵系统运行画面上设置A1(B1)调节门运行时间为5 min(测试值),设置A2(B2)调节门运行时间为4 min(测试值)。(4)将A、B调门运行状态切换为自动(A/M),观察在对应时间,两个风门是否自动切换。

3.3.5 系统手动退出运行步骤

(1)将防堵系统A1(B1)和A2(B2)调节门设置为手动状态。(2)将防堵系统A1(B1)和A2(B2)调门关至0%。(3)关闭防堵系统A(B)隔绝门至全关状态。

3.3.6 系统紧急退出运行步骤

(1)手动紧急退出系统:点击A(B)侧空预器防堵系统紧急退出按钮,空预器防堵系统所有风门开度均关闭,系统紧急退出。

(2)出现以下任一情况将联锁退出该侧空预器防堵系统:单侧一次风机跳闸、单侧空预器跳闸、锅炉MFT。

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