熱解法降低空預器出入口差壓

熱解法降低空預器出入口差壓摘要：針對空預器液態(tài)硫酸氫氨粘著、積灰堵塞導致空預器出入口差壓增大的問題，通過減少空預器差壓高側一次風和二次風流量的方法提高空預器排煙溫度至200℃左右，促使附著空預器中低溫段的硫酸氫氨在高溫下分解，最終達到降低空預器壓差的效果。通過試驗驗證了該方法的理論可行性，并在多次試驗中發(fā)現(xiàn)通過熱解法來降低空預器差壓是一種行之有效的手段，而且能降低機組停運概率，減少經濟損失。關鍵詞：空預器；排煙溫度；出入口差壓；硫酸氫氨1概述空氣預熱器[1]是火力發(fā)電廠中一項重要設備,主要作用是利用鍋爐尾部煙氣熱量來加熱燃燒所需要空氣的一種熱交換裝置，由于它工作在煙氣溫度最低的區(qū)域，回收了煙氣熱量，降低了排煙溫度，減少了排煙熱損失，因而提高了鍋爐效率。同時由于燃燒空氣溫度的提高，有利于燃料著火和燃燒，減少了不完全燃燒損失?？疹A器差壓是空預器運行中一項重要監(jiān)視參數(shù),空預器差壓能反應空預器內部換熱元件積灰、堵塞情況。若空預器差壓偏大，會造成空預器出口一、二次風溫降低，鍋爐排煙溫度升高，鍋爐效率降低，由于空預器差壓升高，煙氣阻力增大，將會引起引風機電耗上升且容易引發(fā)引風機失速，嚴重時引風機、送風機、一次風機發(fā)生搶風現(xiàn)象或風機跳閘，機組RB動作，影響機組安全。2現(xiàn)狀調查彬長公司采用由上海鍋爐廠空氣預熱器公司生產的型號為2-32.5-VI(50°)–2185SMRC的容克式三分倉空氣預熱器。其傳熱元件是由呈波形的金屬薄板和定位板相間疊置而成的傳熱面緊密的排列在籃子框架中而組成的。其傳熱原理是通過連續(xù)轉動的轉子，緩慢地載著傳熱元件旋轉。傳熱元件從煙氣側的熱煙氣中吸收熱量，通過轉子的轉動，把已加熱傳熱元件中的熱量不斷地傳遞給空氣側進來的冷空氣，從而加熱空氣。脫硝系統(tǒng)采用氨氣選擇性催化還原方法，在進行環(huán)保超低排放改造后隨著噴氨量增大和設備運行年限的增加，正常運行中空預器出入口差壓較以往運行有明顯的上升趨勢，在滿負荷工況下空預器出入口差壓最高已升至2.1KPa，遠高于設計要求滿負荷不大于1.1KPa，排煙溫度上升11度，引風機電流上升20A，對設備長周期安全穩(wěn)定運行及公司的經濟性造成很大影響。3原因分析在機組運行現(xiàn)狀調查中發(fā)現(xiàn)空預器液態(tài)硫酸氫氨粘著、積灰堵塞是空預器出入口差壓增大的原因，而造成造成空預器積灰嚴重的必要原因有：1.空預器吹灰效果不好由于空預器吹灰器設計壓力不能除去當前空預器中附著的硫酸氫銨,同時由于設備缺陷造成的假吹灰無法達到應有效果,使得空預器中吸附滯留的灰塵不能通過吹灰及時清理掉，導致空預器中積灰逐漸增多，造成空預器堵塞，致使煙氣中更多的灰塵滯留在空預器中，嚴重阻礙煙氣的流通，使空預器入口差壓逐漸增大。2.氨逃逸率超標空預器發(fā)生堵灰是由硫酸氫氨和灰的混合附著在空預器受熱面造成的，由于煤燃燒過程產生的煙氣中含有硫化物等，由于噴入的爐內的氨氣與煙氣中的NOx不可能完全反應，形成氨逃逸。逃逸的氨和煙氣中的水蒸氣、SO3反應生成硫酸氫氨：NH3+SO3+H2O→NH4HSO4呈鼻涕狀的液態(tài)硫酸氫氨附著在空預器換熱元件表面，煙氣中灰塵在流經空預器換熱元件時，不斷地被硫酸氫氨粘著，導致空預器內部堵塞，差壓增大。3.空預器冷端綜合溫度低硫酸氫氨在150～200℃溫度范圍內為液態(tài)，低于150℃將處于固態(tài)形態(tài)，而液態(tài)的硫酸氫氨是一種呈鼻涕狀的物質，具有極強的粘性。易沉積在空預器的換熱元件表面上并吸附煙氣中的飛灰物，加劇換熱元件的堵灰。而空預器的中低溫段正好在這一溫度段形成了粘結性極強的融鹽狀的積灰。在實際生產過程中，可以通過嚴格執(zhí)行空預器吹灰定期工作，根據差壓變化適當增加吹灰測試有效的預防空預器積灰嚴重；嚴格控制噴氨量，在保證環(huán)保參數(shù)要求的同時盡可能減少氨逃逸；以及在滿足機組運行要求的前提下，盡可能提高空預器出口排煙溫度[2]。4措施分析1.停機更換空預器的蓄熱元件，徹底處理。但此種方法受電網負荷影響較大，需停運機組處理，檢修工期長，備品備件耗費大，同時會影響機組發(fā)電量，處理成本太高。2.采用在線高壓水沖洗，沖洗水壓力最高可達60MPa。此方法沖洗費用較高，沖洗方式控制不當會造成空預器蓄熱原件沖損，沖洗不徹底還容易造成堵塞加劇，存在一定的安全風險，也不能徹底解決空預器堵塞問題。3.通過熱解法處理將硫酸氫銨氣化來緩解空預器堵塞情況，從而降低空預器的差壓。此方法僅需對空預器排煙溫度進行調整控制，只要能采取有效措施保證附屬系統(tǒng)設備運行安全即可，處理過程相對安全可靠，同時能夠徹底清除空預器冷端區(qū)域硫酸氫氨沉積，解決空預器差壓上升問題[3]。前2種方法會影響設備使用壽命，處理成本太高，且經歷一定時間的運行周期后均會失效，都不能徹底解決空預器堵塞的實際困擾。經過討論后決定通過減少空預器差壓高側一次風和二次風流量的方法提高空預器排煙溫度至200℃左右，促使附著空預器中低溫段的硫酸氫氨在高溫下分解，最終達到降低空預器壓差的效果。5試驗過程5.1降低空預器差壓的機理1、硫酸氫氨的氣化溫度為150℃～230℃，提高空預器冷端溫度后硫酸氫氨由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或氣態(tài)，空預器堵塞現(xiàn)象將明顯減；2、空預器中低溫段蓄熱元件為表面噴涂搪瓷蓄熱元件，可以耐受300℃以上的高溫，故對空預器蓄熱元件沒有影響；3、提高空預器排煙溫度后，空預器熱冷端溫差變小，控制好空預器排煙溫度溫升率將可控制空預器蘑菇變形，避免由于空預器動靜部分摩擦造成空預器卡澀。5.2試驗步驟確認機組負荷減至315MW左右，開啟送風機出口聯(lián)絡擋板，逐步關小送風機動葉，停運單側送風機。就地手動關小待處理空預器出口熱二次風擋板直至全關，控制每分鐘待處理空預器排煙溫度上升0.5℃左右，提高待處理側空預器排煙溫度至200℃，維持較長時間進行熱解。5.3試驗結果通過六次試驗數(shù)據對比，在不同負荷、不同機組的試驗中，空預器差壓、排煙溫度、空預器電流、引風機電流較試驗前均由明顯下降，達到了預期目標。6結束語空氣預熱器是火力發(fā)電廠的一個重要輔機設備，它能有效降低不完全熱損失，更加利于爐內燃料燃燒；同時降低排煙熱損失，提高鍋爐效率。但是空預器的中硫酸氫氨液態(tài)的粘著、積灰堵塞嚴重影響了空預器的換熱效率，增加了空預器中煙氣流通阻力，增大了引風機、空預器的能耗，嚴重時直接威脅到機組的安全運行。通過對空預器差壓升高原因的分析研究，以及多次試驗分析得出運行中通過熱解法來降低空預器差壓是一種行之有效的手段，不