摘要：介绍了火电厂煤粉锅炉空预器设备的基本情况，结合实例分析了空预器存在差压异常升高的原因，阐述了空预器差压偏大对机组的影响，针对性的提出了差压问题的解决思路，对目前空预器压差的控制措施进行梳理。
关键词：空预器；差压异常
1锅炉与空预器设备
1.1设备型号简介
宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司两台锅炉（5、6号）为亚临界参数、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、全钢构架的π型炉。空预器置于锅炉主柱外。
空预器为根据美国C-E空预器公司技术设计制造的LAP13494/1900型三分仓容克式，转子直径φ13494毫米，蓄热元件高度自上而下分别为800、800和300毫米。2012年分别将密封改造为柔性接触式密封。2013、2014年，两台机组进行脱硝改造，分别对空预器蓄热元件进行改造，蓄热元件由原三层改造为两层，热端1200mm，版型DU，厚度0.5mm；冷端950mm，版型YH-HK/B08，基材0.7mm的搪瓷元件。
1.2工作原理
三分仓容克式空预器是以逆流换热的表面式热交换器。分为烟气仓、一次风仓、二次风仓，加工成特殊波纹的蓄热元件模块放置在转子各隔仓内。转子以0.99转/分的转速旋转，依次经过烟气侧、一次风侧、二次风侧，将烟气蕴含的热量经过蓄热元件分别传递给一次风、二次风。如此周而复始地循环，实现烟气与空气的热交换。可有效降低排烟温度，提高锅炉热效率。
2差压异常原因分析
2.1空预器差压异常情况
2015年下半年，两台锅炉的四台空预器差压随机组运行时间均出现不同程度升高，最高接近4kPa。通过安装自动在线冲洗装置进行在线自动冲洗、冷态人工或自动冲洗、解包冲洗、解列单侧送风机进行升温热解等手段进行调控，空预器蓄热元件压差可控，能够满足机组正常运行的需求。
2.2空预器差压增大原因分析
2.2.1锅炉燃料煤种不符合标准
受我国能源形势及宏观调控因素影响，火电用煤整体形势日益紧张，高灰高硫低热值煤种大量流入火电厂。煤质变化直接造成空预器压差增加。笔者经验，灰份直接影响到烟气飞灰浓度；硫份使得烟气中硫氧化物浓度增加，烟气露点下降，加剧空预器冷端结露、腐蚀；热值过低将引起燃煤量和烟气流量增加。
影响硫酸氢铵形成的另一个重要因素是NH3和SO3浓度乘积，以往认为如果氨逃逸量在2 以下将不会形成硫酸氢铵，然而事实上在足够高的SO3烟气浓度下即使1 的氨逃逸量仍可形成硫酸氢铵。随着NH3和SO3浓度乘积的升高，硫酸氢铵的露点温度升高，导致生成更多的液态硫酸氢铵。
2.2.2氨气逃逸控制不良
受政策影响，环保指标日趋严格，且脱硝系统自动控制要求也日趋严格。为控制烟气中的NOx浓度满足环保要求，势必要增加氨气的喷射量。当负荷变化、流场分布不均匀，NOx测量不精确等现象叠加，就会引起氨气的过喷现象，造成烟气中的氨气浓度显著增加。在烟气温度降至150-200℃，氨气与烟气中的硫氧化物、水蒸气反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵凝结在蓄热元件表面，黏附灰粒引起蓄热元件压差显著增加。
2.2.3冲洗后空预器蓄热元件干燥不足
受检修计划及机组检修工期的影响，对蓄热元件水冲洗的结束时间与机组启动暖管时间间的时长过短，只有几个小时。但冲洗后蓄热元件表面残存水份较多，同时由于蓄热元件高度及烟气通道形状和宽度、不同程度的交界面、密封及支撑件等因素影响，高压射流水对中间部位、桁架及密封投影部位的板结的灰层冲洗效果不明显，会有一定量灰层未冲通。同时由于灰层对蓄热片表面的腐蚀，冲洗后的蓄热片表面因有残余灰粒及腐蚀坑，严重影响表面光洁度。由于冲洗结束后的晾干或烘干时间有限，机组启动初期受热面管壁附着积灰及风机启动后扰动的烟风系统积灰在经过空预器蓄热片时会附着在残余的灰层、粗糙表面的蓄热片表面，会再次引起空预器压差增加。
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2.2.4空预器冷端综合温度较低
受深度调峰影响，环境温度较低及低负荷时空预器冷端综合温度低于设计值，硫酸氢铵凝结并黏附烟气中的飞灰，在空预器蓄热元件表面逐渐沉积，形成了粘结性极强的层状积灰。
3差压偏大的影响
锅炉空预器差压偏大不但影响机组经济性，同时对安全性也有很大影响。
3.1风机电耗量上升
由于空预器压差偏大，造成烟风系统阻力增加，同时间接引起空预器漏风率升高，风量增加。为满足机组运行及负荷要求，送风机、一次风机及引风机的出力、压头均相应提高，引起三大风机电耗增加，造成厂用电率增加。
3.2锅炉效率下降
空预器压差升高将带来一系列连锁反应：蓄热元件表面被包覆，空预器热阻增加，换热效率下降，锅炉排烟温度升高，锅炉效率下降。
3.2影响锅炉安全稳定运行
空预器压差升高，烟风系统阻力增大，势必引起三大风机压头增加，极易引起三大风机失速，造成风机喘振或振动加剧，严重时会造成风机跳闸及MFT。
4采取防范措施及其效果
4.1选择标准锅炉燃料煤种
煤料作为锅炉的燃料，，对其进行合理的选择是保证空预器差压正常的基础，需要选择煤灰含量适中、含硫量适中、含水量适中的煤种，电厂的监管人员需要加强对入厂煤种的控制与选择力度，在实际操作中，将不同种类的煤料进行混合使用，这样可以防止含水量、含硫量、含灰量过高的煤料集中进入锅炉之中。也可以在空预器入口前喷入脱硫剂，降低烟气中的硫氧化物含量，可以有效控制硫酸氢铵的生成。
4.2控制喷氨量，降低氨浓度
通过提高烟气中的NOx的测量准确度，避免负荷剧烈波动情况发生，提高脱硝系统氨气及烟气均匀性，优化脱硝系统自动控制系统的控制策略等手段，控制喷氨量和氨逃逸，降低烟气中的氨气浓度，也是有效控制硫酸氢铵生产的有效手段之一。
4.3冲洗后预留足够的时间进行蓄热元件残余水份的脱除
根据笔者经验，在空预器冷态高压水冲洗后，立即启动空预器，通过蓄热元件的转动，将蓄热片表面残留水份通过重力和离心力甩干是目前性价比最高的手段。其他诸如投运暖风器等加热手段烘干、压缩空气吹干等受限于蓄热元件高度及不同层蓄热元件流道不一致等因素，无法有效实现残余水份的脱除。甩干的唯一要求就是连续转动超过48小时（2天），期间烟风系统避免任何造成空预器处灰尘浓度增加的操作及作业（如锅炉暖炉、三大风机启动、空预器前后部位较剧烈的撞击或振动等）。
4.4提高空预器冷端综合温度
通过上述介绍，也可以通过提高空预器冷端综合温度将硫酸氢铵凝结的位置移向空预器蓄热元件后部位，凝结的硫酸氢铵将随烟气备除尘器、脱硫吸收塔等设备脱除。也是有效控制空预器蓄热元件压差的手段之一。目前较流行的华能达研发的风量分切理念及装置即此方法的应用。
5结束语
本文在介绍火电厂燃烧机组某锅炉空预器设备的基础上进一步对该空预器差压异常升高的现象进行了分析，并且指出了造成空预器器差压异常的几点原因，细致列举了空预器差压异常对锅炉运行状态的影响，针对性的提出了差压问题的解决思路，对目前空预器压差的控制措施进行梳理。
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作者简介：
安宝宏，工程师，火力发电厂锅炉本体检修，大唐郓城发电有限公司设备部
论文作者:安宝宏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
标签：蓄热论文; 烟气论文; 元件论文; 锅炉论文; 硫酸论文; 氨气论文; 浓度论文; 《电力设备》2018年第23期论文;