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(diǎn):
空預(yù)器綜合冷端溫度(空預(yù)器進(jìn)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(diǎn)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(biāo)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)越低;硫分和水分越高,酸露點(diǎn)越高。由于不同酸露點(diǎn)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(biāo)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(shí)提高空預(yù)器冷端溫度控制值。為提高控制精度和減輕運(yùn)行人員調(diào)整工作量,空預(yù)器綜合冷端溫度控制目標(biāo)值建議通過原煙氣SO2濃度、燃煤量、煙氣量等參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算并參與自動(dòng)調(diào)節(jié)。
機(jī)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(biāo)溫度。
空預(yù)器出口綜合冷端溫度低于目標(biāo)值時(shí),優(yōu)先采用降低磨煤機(jī)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(shí)際排煙溫度高于目標(biāo)綜合冷端溫度時(shí),取下限,否則取上限。
安裝并運(yùn)行脫硝裝置的鍋爐,要防止局部或部分時(shí)段噴氨過量引起的氨逃逸量超標(biāo)(≯3ppm)。
優(yōu)化鍋爐配風(fēng),利用煙氣再循環(huán),防止過氧(必要時(shí)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(jì)值或空預(yù)器冷端溫度低于目標(biāo)溫度時(shí),應(yīng)增加吹灰頻次,煙氣側(cè)差壓超過1.5倍設(shè)計(jì)值時(shí),提高空預(yù)器冷端吹灰器彈簧閥后壓力(最高至1.5MPa)加強(qiáng)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(qiáng)鍋爐暖風(fēng)器、熱風(fēng)再循環(huán)、空預(yù)器扇形板自動(dòng)調(diào)整裝置設(shè)備的運(yùn)行維護(hù),保證設(shè)備運(yùn)行良好。暖風(fēng)器、鍋爐受熱面(特別是省煤器)泄漏后要及時(shí)隔離或停爐處理。空預(yù)器停爐進(jìn)行水沖洗后,啟動(dòng)點(diǎn)火前要充分烘干。
要加強(qiáng)空預(yù)器進(jìn)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(jì)的檢測維護(hù),保證指示準(zhǔn)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(jì)劃檢修時(shí),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(shí)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(jìn)行沖洗,效果十分顯著,一般機(jī)組停運(yùn)10天左右即可完成沖洗,且費(fèi)用不高,未實(shí)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(yán)重的,要分析蓄熱元件高度和直徑設(shè)計(jì)是否合理,必要時(shí)進(jìn)行大通道蓄熱元件換型改造(改成L型直通道),或進(jìn)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(jī)組經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生不利影響,機(jī)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(shí)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(yùn)行中成功進(jìn)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(jìn)行SCR脫硝改造后,空預(yù)器極易產(chǎn)生硫酸氫銨堵灰,機(jī)組經(jīng)脫硝改造自11月19日投運(yùn)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(jìn)行完善和調(diào)試,電廠在機(jī)組運(yùn)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(shí),空預(yù)器阻力降至1.4KPa。實(shí)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(yùn)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(shí)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(jì)運(yùn)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(yùn)行中卡澀等原因,難以投運(yùn),造成間隙偏大,漏風(fēng)率大;部分機(jī)組空預(yù)器冷、熱端間隙在冷態(tài)調(diào)整后,熱態(tài)無法進(jìn)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(jī)組,隨著運(yùn)行時(shí)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(jìn)行了不少探索,在《火力發(fā)電機(jī)節(jié)能降耗技術(shù)導(dǎo)則》、《300MW鍋爐及輔機(jī)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(xiàng)進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(yùn)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(shí)有效,大機(jī)組無LCS(間隙自調(diào)裝置)時(shí)熱端效果不明顯;運(yùn)行時(shí)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(jī)組空預(yù)器進(jìn)行過彈性可調(diào)密封改造,運(yùn)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(shí)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(yùn)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(shí)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(dá)到接觸式密封效果,投運(yùn)初期漏風(fēng)率可降至4%以下,外高橋等1000MW機(jī)組采用了本技術(shù),不足之處是運(yùn)行周期較短,鋼絲軟化快,倒伏變形后漏風(fēng)率增加,維護(hù)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(dá)公司,利用帶彈簧的密封片實(shí)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(yùn)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(jìn)行檢查和維護(hù)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(dòng)漏風(fēng)控制系統(tǒng)(間隙自動(dòng)調(diào)整裝置):大機(jī)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(dòng)力廠的空預(yù)器,采用間隙自動(dòng)跟蹤技術(shù),自動(dòng)調(diào)整扇形板位置,實(shí)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(jìn)行精心調(diào)試和有效的檢查維護(hù),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(dòng)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(yùn),或因調(diào)整不當(dāng),造成漏風(fēng)率很高。因此應(yīng)進(jìn)一步重視和采取有效措施保證該裝置運(yùn)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(hù)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(yùn)行中處于固定位置,以長期降低直接漏風(fēng)。優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)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(shí)難以在線調(diào)節(jié)密封板,若冷態(tài)時(shí)對熱態(tài)間隙計(jì)算和預(yù)留不當(dāng),或熱態(tài)時(shí)煙氣溫度偏離設(shè)計(jì)值,則漏風(fēng)率將較高。豪頓華公司有專門的間隙計(jì)算軟件進(jìn)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(yùn)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(jìn)一步積累經(jīng)驗(yàn),通過精心調(diào)整進(jìn)一步降低漏風(fēng)率。
8)四分倉設(shè)計(jì):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(jī)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(jī)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(shí),必經(jīng)過冷、熱端及軸向回收區(qū),通過回收風(fēng)機(jī)負(fù)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(jìn)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(jī)而增加電耗,需綜合評估經(jīng)濟(jì)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(yùn)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(jī)所耗的電能,總體仍是經(jīng)濟(jì)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(diǎn),對空預(yù)器徑向、軸向、周向(旁路)密封和相關(guān)靜密封進(jìn)行針對性設(shè)計(jì),實(shí)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(jī)構(gòu)、冷端手動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)等,實(shí)施綜合密封調(diào)節(jié)。
(2)運(yùn)行調(diào)節(jié)及維護(hù)注意事項(xiàng)
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(shí)調(diào)整密封間隙。煙氣溫度偏離設(shè)計(jì)溫度20℃以上,要及時(shí)重新計(jì)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(hù),不得長時(shí)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(jī)會檢查各部密封片和密封間隙,進(jìn)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(yùn)行,防止中心偏斜。
9)空預(yù)器檢修后初次投運(yùn),要有24-48小時(shí)磨合時(shí)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(yùn)行狀態(tài)。
10)對采用圍帶驅(qū)動(dòng)的空預(yù)器,因驅(qū)動(dòng)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(yùn)行中要定期對空預(yù)器漏風(fēng)率進(jìn)行實(shí)測,及時(shí)采取措施降低漏風(fēng)率。
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