摘要：华电榆横电厂一期2×660MW 机组锅炉在运行过程中，锅炉空气预热器受热面在长期运行后会形成积灰，出现空气预热器严重堵灰现象，严重的会影响到机组安全运行，给电厂带来经济损失。为避免因此类故障停机，降低运营成本，研究出空预器在线水冲洗技术就显得尤为重要，本文探讨了不停炉进行空气预热器低温换热元件在线水冲洗的可行性，以及风险、措施等。通过实践表明：这一技术对锅炉的长周期运行和降低厂用电率等方面有着重要意义。
关键词：锅炉空气预热器；在线冲洗；应用
序言
陕西华电榆横发电厂一期2×660MW 机组工程锅炉采用东方锅炉（集团）股份有限公司制造的660MW 等级超临界参数燃煤锅炉，锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、Π型露天布置、固态干排渣、全钢架悬吊结构。锅炉型号DG-2141/25.4-Π6。燃用榆横矿区红石峡井田的商品煤和榆林市地方煤种。每台锅炉配置2 台静叶可调轴流式引风机和2 台动叶可调轴流式送风机及一次风机。每台炉1 台静电除尘器和1 套正压浓相除灰系统。
一期锅炉回转空气预热器采用三分仓设计，分别通过烟气、二次风、一次风，转子是空预器的核心部件，其中装有换热元件。转子与换热元件等转动件的全部重量由底部的支撑轴承支撑，而位于顶部的导向轴承则用来承受径向水平载荷。中心驱动装置直接与转子中心轴相连，驱动装置包括主驱动电机、备用驱动电机、减速箱、联轴器、驱动轴套锁紧盘和变频器等。本空气预热器设计了独立的空预器冲洗水系统。
一期锅炉脱硝系统采用尿素作为还原剂，脱硝采用选择性催化还原法（SCR），在设计煤种及校核煤种、在锅炉的任何正常负荷范围（在100%TRL至40%TRL负荷时）内、处理100%烟气量的条件下，保证脱硝效率不小于80%，催化剂数按“2＋1”设置。
1 空预器设计水洗方案
空预器在正常条件下运行且定期吹灰，则无需进行水冲洗。当定期吹灰无法除去换热元件的积灰而保持换热元件的洁净，则应分析原因。当空预器的阻力超过设计值且小于设计值的130%时，应采用低压水冲洗。低压水洗装置与蒸汽吹灰设计为一体，即为电动半伸缩式双枪结构。水洗管上有足够的喷嘴可以覆盖整个转子表面，用以清除冷端换热元件上的沉积物。空预器进行水洗完毕后需用热风干燥，以防空预器和其他设备锈蚀。水冲洗通常是在低转速（0.5r/min）条件下进行，冲洗水的温度在60～100℃为宜。
2 空预器运行中严重堵灰
2014年2月初，#1炉空预器在吹灰器连续吹灰的情况下，发现其进出口烟气压差大。为维持炉膛负压，引风机出力达到额定值，并且随着压差的缓慢持续增长，可稳定的负荷逐渐减小。后期机组负荷带到400MW左右时，空预器烟气侧压差已经达到量程范围上限（2000Pa），且炉膛负压难以维持，时常有冒正压现象，严重威胁着机组的安全运行。技术人员分析空预器存在着堵灰现象。可能的原因有：
1）2013年12月#1机试运时，空预器火灾报警装置漏水，导致烟气中飞灰沉积；
2）#1炉吹灰装置一直有压力低的缺陷，吹灰蒸汽采用冷段再热蒸汽，过热度不高，加之减温水的投用，极易使蒸汽凝结为水附着在空预器换热元件上，凝结的水导致飞灰沉积；
3）脱硝系统的逃逸氨与烟气中的SO3反应上生成硫酸氢铵。而硫酸氢铵是一种粘性很强的物质，很容易在空预器沉积，并促使大量飞灰附着于空预器，从而影响其传热性能，增大其阻力。
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3空预器在线水冲洗技术应用
3.1 技术应用
为确保烟气系统单侧运行时机组安全稳定运行，将机组负荷降至300MW左右，视燃烧工况适当投入微油枪稳燃。为了防止单侧空预器运行时出现堵塞，保持运行侧空预器连续吹灰。
以A侧空预器在线水冲洗为例，停止锅炉A侧风烟系统运行，关闭A侧空预器的入口烟门及引风机入口联络门，并利用B侧的送风通过联络风管对A侧空预器进行降温冷却，使A侧空预器温度降至符合冲洗的温度80℃以下，关闭A侧空预器出口风门及送风联络门。打开A侧空预器风、烟侧人孔门，破坏空预器A内由于风、烟档板关闭不严密造成的“烟侧负压”和“风侧鼓风”现象。当上述工作完成后方可进行空预器水冲洗。
当A侧空预器冲洗干净后，利用空预器的漏风，用热风对空预器进行干燥。当空预器充分干燥后，恢复锅炉A侧风烟系统运行。
3.2 空预器在线水冲洗需注意的关键问题
空预器蓄热元件降温问题。由于空预器设计冲洗水是用于停炉冲洗的，没有设计提高水温的加热装置，与有碱液冲洗水系统的机组有很大的差别，所以，如何控制空预器蓄热元件降温至可用常温水冲洗的温度范围内（50～80℃），是能否实现在线水冲洗的关键。通过以上具体可控的技术措施，顺利解决了空预器蓄热元件的温降问题，并控制冷却速度在5℃/min左右。
水洗时蒸汽枪隔离问题。空预器烟侧冷布置的吹灰器是由同步进退的水枪/汽枪组成，正常运行时，水枪支管的进口手动球阀、电动截止阀关闭，隔离水路，不影响蒸汽吹灰，而汽枪支管尾部是蒸汽机械联动阀，吹灰器进时联开汽阀，退到位时关闭。
由于是单侧空预器在线水冲洗，运行侧的空预器仍要保持蒸汽连续吹灰，不能隔绝蒸汽汽源，如不设法闭锁冲洗侧吹灰器的汽枪蒸汽机械联动阀，势必造成冲洗侧吹灰器的汽路、水路同时运作，将造成内部蓄热元件受到冷、热介质的共同作用，从而产生局部温差大，使镀搪瓷层爆裂或蓄热元件变形卡涩。所以在线水冲洗时，必须解除冲洗侧吹灰器的汽枪蒸汽阀的联动曲柄，使汽路隔离，确保安全。
空预器冲洗后蓄热元件的干燥问题。一方面，水冲洗完毕后，蓄热元件表面非常湿润，存在挂层水膜，完全不能通烟气，必须实现完全干燥；另一方面，通风干燥时，必须控制好蓄热元件的温升速度，同样要考虑对镀搪瓷层的保护问题。通过这些措施，解决了空预器蓄热元件的干燥和温升问题，并控制温升速度在5℃/min左右。
防止风烟挡板不严，造成“负压抽吸”和“风侧回风鼓风”现象。风烟挡板的结构一般不可能关闭严密，所以必须防止或杜绝以上两种现象的发生，确保冲洗侧空预器内部蓄热元件不会发生受热不均，而且，水洗时的空预器转子转速只为正常转速的一半（0.5r/min），若受热不均，极容易变形卡涩而损坏。
3.3 空预器在线水冲洗后的效果
检查空预器冷、热端蓄热元件表面见基本可以见到原色。检查蓄热元件、镀搪瓷层无损坏，表明在线水冲洗应用技术，同样能保证设备的健康良好。
冲洗前，空预器烟气侧压差达到1800～2000Pa以上，严重影响锅炉的安全运行。冲洗后，恢复正常满负荷运行时，该空预器的烟侧压差均在800～1300Pa内，下降到正常设计范围内。
4结论
将空预器冷端蓄热元件表面凝结酸液和粘灰冲洗干净后，降低了烟气、空气通道的阻力，送风机、引风机电流明显下降，降低了风机发生失速、喘振的风险，提高了经济性，同时避免了空预器持续受到低温腐蚀，延长其使用寿命。
参考文献：
[1]傅勇强.锅炉空气预热器在线水冲洗技术应用[J].湖北电力，2010，（3）
[2]安敬学.空气预热器在线高压水冲洗技术问题研究[J].锅炉技术，2018，（2）
[3]杨云忠.锅炉空气预热器换热元件在线水冲洗技术探讨[J].发电设备，2007，（4）
论文作者:胡小卫
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/4/3
标签：在线论文; 蓄热论文; 元件论文; 锅炉论文; 预热器论文; 烟气论文; 蒸汽论文; 《电力设备》2018年第29期论文;