張國(guó)濱

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊　261401)

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排煙溫度對(duì)空氣預(yù)熱器壓差影響的試驗(yàn)

張國(guó)濱

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊261401)

針對(duì)氨逃逸率大的問(wèn)題，華電濰坊發(fā)電有限公司降低了#1鍋爐A送風(fēng)機(jī)出力，減少了A空氣預(yù)熱器換熱，將A空氣預(yù)熱器排煙溫度提高至200 ℃以上，使積聚的NH4HSO4由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)和氣態(tài)，通過(guò)煙氣將液態(tài)和氣態(tài)的NH4HSO4帶至下游，起到降低空氣預(yù)熱器壓差的作用。通過(guò)試驗(yàn)可知，該方法理論上可行，同時(shí)還提出了提高排煙溫度以降低空氣預(yù)熱器壓差的方法。

硫酸氫銨；空氣預(yù)熱器；壓差；堵塞；排煙溫度

1　設(shè)備情況簡(jiǎn)介

華電濰坊發(fā)電有限公司(以下簡(jiǎn)稱濰坊發(fā)電公司)#1鍋爐是東方鍋爐股份有限公司設(shè)計(jì)制造的亞臨界自然循環(huán)汽包爐，配備中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)，利用乏氣送粉。采用四角切圓燃燒，燃用高揮發(fā)分煙煤。鍋爐型號(hào)為DG1025/18.2-Ⅱ4。共設(shè)2臺(tái)美國(guó)CE公司制造的容克式兩分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(以下簡(jiǎn)稱空預(yù)器)，其參數(shù)見表1。

表1　空預(yù)器參數(shù)

2　試驗(yàn)?zāi)康募翱尚行?/h2>

隨著國(guó)家環(huán)保要求的不斷提高，通過(guò)安裝脫硝裝置實(shí)現(xiàn)NOx排放質(zhì)量濃度達(dá)標(biāo)的燃煤電廠越來(lái)越多。利用氨氣作為還原劑的脫硝方式，運(yùn)行中氨氣不能完全被反應(yīng)，部分氨氣必然發(fā)生逃逸，特別是實(shí)行NOx超低排放政策以來(lái)，氨逃逸率越來(lái)越大。逃逸的氨氣與煙氣中的SO3和水蒸氣結(jié)合生成NH4HSO4，液態(tài)的NH4HSO4具有很強(qiáng)的黏性，能夠捕捉煙氣中的飛灰顆粒。當(dāng)溫度低于147 ℃時(shí)，NH4HSO4形成較硬的固態(tài)結(jié)合物，附著在空預(yù)器低溫段蓄熱元件上，堵塞空預(yù)器，影響脫硝機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2016年2月20日，由于堵塞，濰坊發(fā)電公司#1鍋爐空預(yù)器壓差逐漸升高，負(fù)荷300 MW(帶供熱工況下)時(shí)空預(yù)器壓差達(dá)到5 kPa?？疹A(yù)器嚴(yán)重堵塞對(duì)機(jī)組升負(fù)荷造成了一定困難，同時(shí)也對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行帶來(lái)極大隱患。

NH4HSO4的氣化溫度為207 ℃左右，固化溫度為147 ℃，其在不同溫度下的物理特性如圖1所示。當(dāng)溫度升高至147 ℃以上時(shí)，積聚的NH4HSO4由固態(tài)向液態(tài)和氣態(tài)轉(zhuǎn)化，氣態(tài)或液態(tài)NH4HSO4易被煙氣流帶走，從而使空預(yù)器堵塞減輕，降低壓差?？疹A(yù)器蓄熱片為普通碳鋼，變形溫度為420 ℃，表面噴涂陶瓷的冷端蓄熱元件爆瓷溫度在300 ℃以上，因此，升溫至210 ℃對(duì)蓄熱片影響不大，理論上通過(guò)提高排煙溫度來(lái)降低空預(yù)器壓差的方法是可行的。

圖1　NH4HSO4在不同溫度下的物理特性

3　單側(cè)空預(yù)器提高排煙溫度試驗(yàn)的危險(xiǎn)點(diǎn)

(1)空預(yù)器升溫后整體膨脹變形，升溫速率應(yīng)控制盡量小，防止發(fā)生動(dòng)靜摩擦，造成空預(yù)器卡澀跳閘，以空預(yù)器電流波動(dòng)情況結(jié)合就地摩擦聲為監(jiān)視依據(jù)。

(2)采用袋式除塵器的機(jī)組，在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)走旁路。

(3)調(diào)整風(fēng)機(jī)出力時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行，防止?fàn)t膛負(fù)壓大幅波動(dòng)。濰坊發(fā)電公司送風(fēng)機(jī)為離心風(fēng)機(jī)，利用變頻器控制轉(zhuǎn)速。若采用軸流式風(fēng)機(jī)，在降低單側(cè)風(fēng)機(jī)出力時(shí)應(yīng)做好風(fēng)機(jī)失速搶風(fēng)時(shí)的穩(wěn)燃措施。

(4)為防止單側(cè)送風(fēng)機(jī)停運(yùn)后發(fā)生倒風(fēng)，送風(fēng)機(jī)盡量不停運(yùn)，關(guān)閉出、入口擋板保持運(yùn)轉(zhuǎn)，出、入口擋板關(guān)閉期間加強(qiáng)對(duì)送風(fēng)機(jī)溫度、振動(dòng)的監(jiān)視。

(5)注意監(jiān)視吸收塔入口煙溫和電除塵器參數(shù)，單側(cè)排煙溫度升高，但另一側(cè)溫度較低，整體不會(huì)造成吸收塔入口煙溫升高過(guò)多。

(6)空預(yù)器冷端吹灰器保持連續(xù)運(yùn)行，著火不好或飛灰含碳量較高的機(jī)組，盡量不進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)期間避免投油，防止油煤混燒造成尾部二次燃燒。

(7)試驗(yàn)時(shí)負(fù)荷降至55%額定負(fù)荷，若氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于3%應(yīng)繼續(xù)降低負(fù)荷，防止B側(cè)送風(fēng)機(jī)過(guò)負(fù)荷。

(8)試驗(yàn)前粉倉(cāng)保持高粉位，保留2臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，避免低負(fù)荷低粉位影響燃燒，減少不必要的操作。

4　A側(cè)空預(yù)器提高排煙溫度試驗(yàn)方案

2016年3月18日，進(jìn)行降低#1鍋爐A空預(yù)器壓差試驗(yàn)，方案如下。

(1)試驗(yàn)前確保吸收塔入口噴淋泵工作正常。

(2)機(jī)組負(fù)荷在55%額定負(fù)荷左右時(shí)，停運(yùn)#1鍋爐空預(yù)器密封裝置。

(3)關(guān)閉送風(fēng)機(jī)出口聯(lián)絡(luò)擋板。

(4)A送風(fēng)機(jī)變頻方式運(yùn)行，轉(zhuǎn)速降至最低后通過(guò)關(guān)小A送風(fēng)機(jī)入口擋板調(diào)整風(fēng)機(jī)出力，同時(shí)緩慢增大B送風(fēng)機(jī)出力，控制A側(cè)排煙溫升率在0.5 ℃/min,最大不超過(guò)1 ℃/min，排煙溫度目標(biāo)值為210 ℃。

(5)若排煙溫度達(dá)不到目標(biāo)值，繼續(xù)關(guān)閉A送風(fēng)機(jī)入口擋板，直至全部關(guān)閉。穩(wěn)定運(yùn)行1 h，記錄排煙溫度等參數(shù)。

(6)若排煙溫度仍達(dá)不到目標(biāo)值，關(guān)閉A送風(fēng)機(jī)出口擋板，關(guān)閉過(guò)程中派專人觀察A送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，出現(xiàn)風(fēng)機(jī)振動(dòng)大等異常情況則終止試驗(yàn)，恢復(fù)正常運(yùn)行。

(7)若排煙溫度超過(guò)210 ℃，手動(dòng)開大A送風(fēng)機(jī)入口擋板增加通風(fēng)量，配合省煤器旁路擋板進(jìn)行調(diào)整。

(8)若試驗(yàn)中空預(yù)器電流擺動(dòng)至額定值或有明顯摩擦聲，則終止試驗(yàn)。

5　試驗(yàn)過(guò)程

2016-03-18 T 00：10：00，#1機(jī)組負(fù)荷降至180 MW，A側(cè)空預(yù)器壓差2.50 kPa，A空預(yù)器電流12 A。解除送風(fēng)機(jī)跳閘聯(lián)跳引風(fēng)機(jī)保護(hù)，關(guān)閉A，B送風(fēng)機(jī)聯(lián)絡(luò)擋板，逐漸降低A送風(fēng)機(jī)變頻器轉(zhuǎn)速至最低轉(zhuǎn)速，通過(guò)關(guān)小A送風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)閥的方式控制A側(cè)排煙溫升率在0.5 ℃/min左右。01:30：00，關(guān)閉A送風(fēng)機(jī)出口擋板。01:50：00，A側(cè)排煙溫度升高至200 ℃，A空預(yù)器電流波動(dòng)至15 A左右，A空預(yù)器減速機(jī)振動(dòng)明顯增大，03:10：00，試驗(yàn)結(jié)束。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程歷時(shí)3 h，A側(cè)排煙溫度最高升至206 ℃，穩(wěn)定在200 ℃以上時(shí)間約80 min，試驗(yàn)結(jié)束后，A側(cè)空預(yù)器壓差降至2.35 kPa，壓降約0.15 kPa。

6　試驗(yàn)結(jié)論

本次試驗(yàn)，A空預(yù)器壓差降低未達(dá)到預(yù)期效果，原因主要有2點(diǎn)：一是A空預(yù)器排煙目標(biāo)溫度維持時(shí)間不夠，因提高排煙溫度后A空預(yù)器減速機(jī)振動(dòng)增大，為防止A空預(yù)器跳閘，A空預(yù)器排煙溫度200 ℃以上時(shí)間僅維持了80 min，積聚的NH4HSO4未能被充分加熱氣化揮發(fā)；二是A空預(yù)器堵塞嚴(yán)重，部分蓄熱元件被完全堵死，煙氣不流通。

空預(yù)器堵塞的原因是多方面的，利用提高排煙溫度降低空預(yù)器差壓的方式只適用于NH4HSO4造成輕微堵塞的初期階段。

2016年4月3日，拆出A空預(yù)器蓄熱元件后發(fā)現(xiàn)多數(shù)冷段蓄熱元件已被完全堵塞，通過(guò)抽樣化驗(yàn)，堵塞物質(zhì)主要成分為NH4HSO4結(jié)合物。

7　結(jié)束語(yǔ)

華潤(rùn)電力曹妃甸電廠進(jìn)行過(guò)類似試驗(yàn)，空預(yù)器壓差明顯降低，說(shuō)明利用提高排煙溫度使NH4HSO4氣化揮發(fā)以降低空預(yù)器壓差的方式是可行的，主要適用于NH4HSO4造成空預(yù)器堵塞的初期階段，且在空預(yù)器壓差小于2.50 kPa時(shí)效果較好?？疹A(yù)器堵塞嚴(yán)重時(shí),因部分完全堵塞的蓄熱元件幾乎無(wú)煙氣流動(dòng)，采用該方法需對(duì)蓄熱元件長(zhǎng)時(shí)間加熱，不僅損失機(jī)組電量，而且會(huì)加劇另一側(cè)空預(yù)器低溫腐蝕和堵塞，引起風(fēng)機(jī)失速，影響機(jī)組安全，因此意義不大。

推薦另一種提高排煙溫度以降低空預(yù)器壓差的操作方法：通過(guò)就地手動(dòng)緩慢關(guān)閉試驗(yàn)側(cè)空預(yù)器出口二次風(fēng)擋板，降低本側(cè)送風(fēng)量，從而達(dá)到提高排煙溫度的目的，操作更簡(jiǎn)易，軸流風(fēng)機(jī)也不易失速，對(duì)燃燒影響較小。

(本文責(zé)編：弋洋)

2016-04-11；

2016-06-19

TM 621.2

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1674-1951(2016)07-0058-02

張國(guó)濱(1979—)，男，山東壽光人，高級(jí)技師，從事集控運(yùn)行方面的工作(E-mail:418288857@qq.com)。