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2020-02-13

锅炉防止空预器堵灰腐蚀及漏风率治理措施,看看人家是怎么做的!

作者: 艾三维软件 来源: 艾三维软件 发布日期: 2019.07.15

1防止空预器堵灰、腐蚀措施

适应范围:空预器堵灰、腐蚀严重的锅炉

技术原理与要点:

空预器综合冷端温度(空预器进口空气温度与烟气出口平均温度之和)对冷端结露和腐蚀、堵灰影响较大。空预器出口综合冷端温度如低于酸露点温度,空预器冷端很快就会积灰,一周内就形成极难去除的板结垢。冷端温度目标值应根据“综合冷端温度与燃料含硫量变化曲线”确定,并根据燃用煤种性质进行修正,除收到基全硫(St,ar)<0.5%的入炉煤,燃用其他煤种原则上不要低于130℃。

烟气酸露点主要受燃煤中的硫分、灰分、灰成分(特别是灰中Ca含量)、水分和发热量的影响,灰分和灰中Ca含量越高,酸露点越低;硫分和水分越高,酸露点越高。由于不同酸露点计算经验公式计算出的数值偏差较大,对燃用煤种相对稳定的锅炉,应通过调整冷端温度观察空预器差压变化趋势等方法,确定该煤种对应的目标综合温度控制值,并根据空预器烟气侧差压变化情况及时提高空预器冷端温度控制值。为提高控制精度和减轻运行人员调整工作量,空预器综合冷端温度控制目标值建议通过原烟气SO2浓度、燃煤量、烟气量等参数实时计算并参与自动调节。

机组启/停阶段要注重冷端温度控制,投入暖风器或热风再循环努力控制空预器综合冷端温度不低于目标温度。

空预器出口综合冷端温度低于目标值时,优先采用降低磨煤机出口温度,适当增加一次风比例(注意锅炉燃烧和飞灰含碳量的变化情况),以提高空预器出口排烟温度。

空预器蒸汽吹灰疏水温度控制在比吹灰母管压力对应的饱和温度高5-20℃范围内,空预器实际排烟温度高于目标综合冷端温度时,取下限,否则取上限。

安装并运行脱硝装置的锅炉,要防止局部或部分时段喷氨过量引起的氨逃逸量超标(≯3ppm)。

优化锅炉配风,利用烟气再循环,防止过氧(必要时根据CO生成量适度控制低氧)燃烧和炉膛局部温度过高,减少炉内SO3的生成。

空预器烟气侧差压超过设计值或空预器冷端温度低于目标温度时,应增加吹灰频次,烟气侧差压超过1.5倍设计值时,提高空预器冷端吹灰器弹簧阀后压力(最高至1.5MPa)加强吹灰,当差压恢复正常值范围内,逐渐恢复正常吹灰压力,防止吹损蓄热元件。

加强锅炉暖风器、热风再循环、空预器扇形板自动调整装置设备的运行维护,保证设备运行良好。暖风器、锅炉受热面(特别是省煤器)泄漏后要及时隔离或停炉处理。空预器停炉进行水冲洗后,启动点火前要充分烘干。

要加强空预器进出口差压、温度,空预器吹灰压力、疏水温度,脱硝催化剂出口氨逃逸等表计的检测维护,保证指示准确。

空预器检修中要通过校直大轴、修复密封片、利用新型密封技术等降低空预器漏风率,提高空预器出口排烟温度。

C级及以上计划检修时,根据空预器腐蚀、积灰情况把蓄热元件拆包彻底清洗,冷、热端蓄热元件复装时调换位置使用。部分电厂聘请专业清洗公司用高压射流清洗车对空预器蓄热元件在不吊出的情况下进行冲洗,效果十分显著,一般机组停运10天左右即可完成冲洗,且费用不高,未实施高压冲洗的电厂应积极应用这一技术。

空预器冷端蓄热元件选型或换型可采用考顿钢、ND钢,或搪瓷波形板、陶瓷等耐腐蚀材料。空预器堵塞严重的,要分析蓄热元件高度和直径设计是否合理,必要时进行大通道蓄热元件换型改造(改成L型直通道),或进行空预器增加直径改造。

投用暖风器或热风再循环系统,将对机组经济性产生不利影响,机组煤耗将上升1-3g/kWh,因此,在冷端综合温度(或冷端平均温度)满足要求的情况下,应及时停用暖风器或热风再循环系统,防止过量投入造成能耗增加。

锅炉防止空预器堵灰腐蚀及漏风率治理措施,看看人家是怎么做的!

空预器在线高压水冲洗案例:2012年11月,珞璜电厂在#5炉(600MW)运行中成功进行了空预器冷端传元热件在线高压水冲洗,取得显著成效。该厂空预器配备有冷端高压水冲洗系统,系统由柱塞泵(出口压力25MPa)、伸缩式喷枪及相应的供水、排水及管路系统组成。因该厂燃用高硫煤,在锅炉进行SCR脱硝改造后,空预器极易产生硫酸氢铵堵灰,机组经脱硝改造自11月19日投运后,一周内空预器烟气阻力由1.5KPa上升至2.6KPa。11月26日,经对冷端高压水系统进行完善和调试,电厂在机组运行中分别投入B侧和A侧水冲洗系统,高压水压力25MPa,两侧共冲洗29小时,空预器阻力降至1.4KPa。实践证明,在线高压水冲洗能有效解决硫酸氢铵堵灰问题,也能部分解决陈旧性灰垢堵塞,配合运行中空预器蒸汽吹灰和暖风器的合理投用,根据差压上升趋势适时投用高压水冲洗,能较好控制空预器的阻力的上升。

2空预器漏风率治理措施

空预器漏风率高是困扰电厂经济运行的又一难题,部分电厂空预器间隙自调装置由于测量误差或运行中卡涩等原因,难以投运,造成间隙偏大,漏风率大;部分机组空预器冷、热端间隙在冷态调整后,热态无法进行再调整,或调整方法不当,也造成漏风率上升;部分采用弹性可调密封或柔性密封的机组,随着运行时间的增加,因密封元件磨损、弹片失效等原因,密封效果明显下降。各电厂针对空预器漏风率治理进行了不少探索,在《火力发电机节能降耗技术导则》、《300MW锅炉及辅机节能降耗技术导则》和《燃煤电厂节能降耗技术推广应用目录》推荐的相关技术基础上,对空预器密封治理的相关技术和注意事项进行介绍:

(1)密封方式简介

1)双道密封改造:将转子隔仓数增加一倍,通常由24分仓改为48分仓,加宽扇形板,形成双密封面,漏风率可降低30%,通常漏风率低于6%。不足之处是风烟阻力略有增加,转子重量增加;如将原传热元件拆包切割,易造成传热面积下降和损元件。鹤岗电厂采用了该方案。

2)三道密封改造:在原双密封改造基础上,进一步增加转子隔仓,加宽扇形板,形成三道密封面,漏风率可在双密封基础上进一步下降12%。但造成隔仓过密,传热元件偏小,风烟阻力上升10%左右。目前部分一次风压头较高的新机组采用。

3)拖拽式软密封技术:类似柔性密封技术,在径向隔板原径向密封片的基础上,再增加一道较薄的有一定弹性和折角较大的密封片,以增加密封道数,并允许密封片与扇形板有一定接触。在投运初期能有效降低漏风率(可至4%左右)。不足之处:只在间隙小于10mm时有效,大机组无LCS(间隙自调装置)时热端效果不明显;运行时间长后接触式密封片易磨损失效。

应用案例:阳逻电厂#1-4机组空预器进行过弹性可调密封改造,运行几年后,因密封元件磨损、弹片失效等原因造成漏风率增加,电厂经调研和摸索,制订了在原有密封的基础上采取在热端及冷端径向密封各加装柔性密封片,同时在原折12°角的径向密封片的径向隔板另一侧,增加一片较薄的折角的径向密封片(折角40°),并高出原12°折角径向密封片一定的距离,在空预器运行中允许较薄的密封片与径向密封扇形板有轻微接触的方案,来减轻空预器漏风。实施后,空预器漏风率由10%以上降至6%左右。

4)钢丝刷软密封:属柔性密封技术,也可称刷式密封技术,用金属丝编织的刷式密封片来达到接触式密封效果,投运初期漏风率可降至4%以下,外高桥等1000MW机组采用了本技术,不足之处是运行周期较短,钢丝软化快,倒伏变形后漏风率增加,维护更换成本高。

5)弹簧密封技术:属柔性密封技术,典型代表是华能达公司,利用带弹簧的密封片实现密封片与扇形板的接触式密封,降低漏风率效果显著,但结构较复杂,运行周期长后弹簧易失效而造成漏风率显著上升,需经常进行检查和维护更换部件。华能榆社、辛店等多家电厂采用过这一技术。

6)自动漏风控制系统(间隙自动调整装置):大机组多数采用密封间隙自调装置(LCS),以热端间隙自调为主,典型代表是上锅等国内三大动力厂的空预器,采用间隙自动跟踪技术,自动调整扇形板位置,实现间隙在最小状态而不碰磨。如使用得当,能起到较好的漏风控制效果,通常漏风率低于6%。但如果对该装置不进行精心调试和有效的检查维护,加上空预器温度超限、变形、卡涩等原因,将间隙自调装置手动退出,则漏风率将显著增加,公司系统多家电厂因不重视间隙自调装置的投运,或因调整不当,造成漏风率很高。因此应进一步重视和采取有效措施保证该装置运行在良好状态。

7)焊接静密封:通常采用固定式密封技术,典型代表是豪顿华公司。针对间隙自调装置(LCS)因维护工作量大、技术要求高而可能产生的漏风率高的问题,以及因扇形板在线调节带来的静密封漏风率大的问题,采用将静密封片和密封板焊接,扇形板运行中处于固定位置,以长期降低直接漏风。优点是维护简单,漏风率长期稳定,静密封片寿命延长;不足之处是热态时难以在线调节密封板,若冷态时对热态间隙计算和预留不当,或热态时烟气温度偏离设计值,则漏风率将较高。豪顿华公司有专门的间隙计算软件进行热态间隙预留并对用户保密。华能白杨河等电厂原空预器采用间隙自调装置,因自调装置运行不正常,而将密封型式改为固定式密封,漏风率基本稳定在7%左右,应进一步积累经验,通过精心调整进一步降低漏风率。

8)四分仓设计:主要用于循环流化床锅炉,因一次风压较高,为降低漏风率,将一次风设置在二次风的通道之间,形成四分仓,以降低至烟气侧的漏风量,一般一台锅炉设置一台空预器。

9)抽气密封技术:也称疏导式密封技术。该系统由设备内密封机构和外漏风回收装置组成,原理是在空预器内部建立立体的封闭机构,形成回收区及密封区。当空气向烟气侧泄漏时,必经过冷、热端及轴向回收区,通过回收风机负压的作用把漏风经回收管道送入热二次风箱内(冬季可切换至空预器入口,起热风再循环作用)。由于密封区的作用,使空气泄漏量一般控制在5-6%左右,该泄漏风进入回收区内,即被设备外回收装置几乎全部回收,因而漏入烟气系统的泄漏空气量很小,可使空预器漏风率降至3%以下。但该装置因需设置回收风机而增加电耗,需综合评估经济效益。

应用案例:德州电厂#3锅炉加装空预器疏导式密封系统,经运行评估,降低漏风率所产生的节能效果高于回收风机所耗的电能,总体仍是经济的。

10)加压密封技术:通常用于GGH,即GGH的低泄漏风系统。

11)综合性密封技术:部分厂家综合以上多种技术的特点,对空预器径向、轴向、周向(旁路)密封和相关静密封进行针对性设计,实施漏风率控制,典型代表是(无锡)巴克-杜尔公司的空预器密封技术,如该公司的板式(弹性)双密封技术,采用可调节的径向密封片、周向密封板、膨胀节静密封片、热端间隙可调机构、冷端手动间隙调整机构等,实施综合密封调节。

(2)运行调节及维护注意事项

1)除精心控制好径向、轴向密封间隙外,还要注意控制好密封板的端部密封,以及静密封、旁路密封等。

2)在空预器超温后,要及时调整密封间隙。烟气温度偏离设计温度20℃以上,要及时重新计算调整密封间隙。

3)分析空预器卡涩原因,防止空预器膨胀不均、变形、大梁刚度差、中心不正,以及转子格仓密封板变形、上下端不对口等问题。

4)注意空预器各部位的保温效果,特别在雨雪、大风天气和冬季,防止因保温不良造成空预器外壳变形,产生碰磨等。

5)特别重视间隙自调装置的调整和维护,不得长时间把间隙退到最大位置,否则会大大增加漏风率。

6)注意密封片焊接固定,利用检修、调停机会检查各部密封片和密封间隙,进行针对性调整。

7)尽量采用焊接静密封。

8)保证导向轴承可靠运行,防止中心偏斜。

9)空预器检修后初次投运,要有24-48小时磨合时间,根据磨合情况,精心调整热态密封间隙,保持热态良好运行状态。

10)对采用围带驱动的空预器,因驱动力矩较大,若空预器有少量碰磨,不必随意调大密封间隙。

11)空预器堵塞会造成烟风阻力增大,而增加漏风。运行中要定期对空预器漏风率进行实测,及时采取措施降低漏风率。

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