鍋爐運行中空預器堵塞原因分析及處理

0運來狀況及事故由于一期中間臺鍋爐的運行及6.600w/s，發(fā)生了兩起影響深遠預測設備的堵塞，其中一臺導致未規(guī)劃事故。為此,公司成立了攻關小組,從運行技術管理、檢修技改維護方面,制定了應對措施,取得了良好的效果。1鍋爐格局及設備內(nèi)蒙古華電包頭發(fā)電有限公司一期工程2×600MW燃煤純凝汽式發(fā)電機組,采用上海鍋爐有限公司生產(chǎn)的鍋爐為亞臨界、中間一次再熱、平衡通風、單爐膛、懸吊式、燃煤控制循環(huán)π型汽包爐,鍋爐型號為SG-2023/17.5-M914,設計燃用神華萬里川煙煤。尾部煙道安裝2臺上海鍋爐廠生產(chǎn)的再生三分倉回轉(zhuǎn)式(容克式)空預器,型號為2-32.5VI-2080SMRC。2空氣預熱器堵塞灰的原因分析2.1煙道泄灰,造成空預器堵灰轉(zhuǎn)向室落灰斗示意圖如圖1所示,π型爐在鍋爐尾部轉(zhuǎn)向室應設計落灰裝置,以有效清除省煤器煙氣轉(zhuǎn)向時的落灰,保護空氣預熱器。華電包頭發(fā)電公司的鍋爐在設計制造時,為節(jié)省費用,未設計省煤器底部的煙道泄灰裝置,這樣粗灰及密度大的灰易沉積在尾部煙道底的轉(zhuǎn)向室處長為4.7m的水平段。積灰長期沉積后易滑落塌陷,掉入空預器煙氣側(cè),造成空預器堵灰。這個問題從停運檢查#1、#2鍋爐尾部煙道積灰的情況可以看出。2.2中間層斜條紋板華電包頭發(fā)電公司的空氣預熱器為三分倉容克式,內(nèi)部換熱片分上、中、下三層,結(jié)構(gòu)、尺寸不同。上層熱段為斜波紋板,高度1000mm;中間層斜波紋板高度750mm,下層冷段為較厚的凸凹板,高度305mm,三層加起來厚度達2m多。這樣,在發(fā)現(xiàn)空預器堵灰后,若采取常規(guī)方法—加強蒸汽吹灰,由于冷段凸凹板和中上部波紋板的方向不同,從冷端吹入的蒸汽根本無法吹透,且蒸汽離開噴嘴后,熱度逐漸降低而進入飽和區(qū),這樣不但不能有效清除堵灰,而且可能加劇堵塞程度。2.3空氣預熱器堵塞若入爐煤煤質(zhì)特性偏離設計值過遠,尤其是Fe2O3含量以及灰的顆粒徑過大,在尾部轉(zhuǎn)向室處的沉積量會增大,同時積灰板結(jié)的可能性也加大。積灰板結(jié)到一定程度,與爐內(nèi)擾動形成共振而發(fā)生不規(guī)則的突然塌陷,造成空氣預熱器堵塞。2009年2月份,從#2鍋爐轉(zhuǎn)向室沿寬度方向取的4包灰樣的化驗結(jié)果看,Fe2O3含量高于設計值3.36%,高達12%;同時灰的顆粒徑高于設計值54.9%,也超過電除塵進口設計值。此外從表面上看,灰樣發(fā)黃,有一定的粘度。正是長期燃用這種煤質(zhì),引起空預器的堵塞。2.4對空預器運行影響華電包頭公司由于設計安裝問題,鍋爐暖風器系統(tǒng)長期存在疏水不暢、振動、泄漏等問題,限制了暖風器的正常投運。這樣在低負荷及冬季運行時,空預器出口排煙溫度經(jīng)常低于“冷端綜合溫度”,即(出口煙溫+進口風溫)/2,從而對空預器正常運行構(gòu)成比較大的威脅。控制好冷端溫度對減輕冷端低溫腐蝕與堵灰是有一定作用的,而堵灰與低溫腐蝕是互相作用的?？疹A器“冷端綜合溫度”長期低于設計值135℃,必然造成空預器冷端換熱片結(jié)垢或腐蝕,腐蝕和結(jié)垢進而增加了空預器換熱熱阻和通流面積,從而加大了堵灰的可能性。2.5空預器設計缺陷若機組長期低負荷運行,鍋爐通風量長期保持較低水平,使尾部煙道的煙氣流速長期低于設計值,加上省煤器后的轉(zhuǎn)向室設計上的缺陷,必然使飛灰在此處大量沉積,從而威脅空預器的運行。如#2鍋爐2008年后半年以來(期間備用17d),長期處在50%～70%負荷之間運行,結(jié)果造成空預器比較嚴重的堵灰。2.6空預器發(fā)生局部堵塞的原因分析檢查2009年空預器堵灰的歷史曲線發(fā)現(xiàn),自2月15日22:00開始,#2鍋爐B側(cè)空預器前后壓差(包括一、二次風以及煙氣側(cè))發(fā)生背離,表明空預器已經(jīng)發(fā)生輕微局部堵塞,這并沒引起運行人員重視。直到2月25日,這種背離表現(xiàn)很明顯,表明局部堵塞發(fā)展到比較嚴重的地步,這才引起運行人員及各方的關注。若運行人員能及早發(fā)現(xiàn),采取兩側(cè)煙氣偏置法和加強吹灰法,基本上可以將堵灰消滅在萌芽狀態(tài),從而避免事態(tài)進一步擴大。3風機電耗或電耗出現(xiàn)下降一般情況下,空預器堵塞都會引起爐膛負壓較大的波動,同時空預器煙氣側(cè)、一二次風側(cè)的進出口差壓明顯增大,堵灰嚴重時,空預器漏風量增大,兩側(cè)排煙溫度偏差明顯增大,同時送、吸、一次風機電流均有所增加,風機電耗明顯上升。空預器堵塞的危害很大,不僅造成空氣預熱器漏風加大、鍋爐排煙損失、風機電耗增加;堵塞嚴重時,還會造成爐膛負壓難以維持,燃燒安全受到威脅。如果在點火初期,由于爐膛溫度較低,大量未燃盡的油霧滯留在空氣預熱器中,可能引起空預器尾部二次燃燒。所以,有效防止和清除空氣預熱器的堵灰是安全、節(jié)能、文明生產(chǎn)之必須。4轉(zhuǎn)向室吹掃風及吹灰器(1)加裝省煤器落灰斗。在設計時,應充分考慮省煤器轉(zhuǎn)向室的慣性離心力造成的落灰,最好設計省煤器落灰斗,實現(xiàn)自動放灰。已投運的鍋爐,可以在大修時加裝省煤器落灰斗,以避免轉(zhuǎn)向室過度積灰,從而減少空預器的負擔。(2)加裝吹掃裝置。華電包頭公司考慮到經(jīng)費等因素,通過論證在鍋爐尾部煙道轉(zhuǎn)向室處加裝積灰吹掃裝置,即“熱一次熱風”吹掃管路,從而減少飛灰在此處的沉積,防止積灰突然塌陷造成的空預器堵塞。轉(zhuǎn)向室吹掃風及吹灰器示意圖如圖2所示,實踐證明,對在運行的鍋爐來說,這種方案不僅費用小,而且很有效。(3)保證暖風器正常投運。華電包頭公司在對暖風器系統(tǒng)進行技改后,使暖風器系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分段暖管,確保暖風器本體能夠充分沖洗以及確保疏水暢通。在冬季時保證暖風器系統(tǒng)正常投運,從而有效維持空預器冷端綜合溫度高于設計值,減少空預器冷端腐蝕的可能,相應地自然減少了空預器的積灰。(4)保證空預器正常吹灰。從運行技術上講,一般在進行鍋爐本體各部吹灰前后都應該對空預器進行一次吹灰,以減少突然增大的飛灰在空預器換熱面上的沉積。尤其是煤質(zhì)惡化、實際入爐煤量遠大于設計總煤量時,更應該加強空預器的吹灰工作。(5)低負荷時加強空預器吹灰頻次,防止因低負荷煙氣流速較低使飛灰在空預器波紋板上積沉,進而引起空預器堵塞。長期低負荷運行時,應加強空預器進出口煙氣壓差及一、二次風進出口壓差的監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)進出口壓差有輕微背離現(xiàn)象應立即采取措施。(6)發(fā)現(xiàn)空預器輕微堵塞時,可采取加大通風量、增加爐膛負壓、提高排煙溫度等手段處理,同時加強空預器吹灰頻次,直到處理正常。(7)制定空預器嚴重堵灰處置預案。若空預器進出口差壓(煙氣、一二次風)背離明顯,表明空預器已經(jīng)堵塞較嚴重,立即匯報專業(yè)技術人員,啟動處置預案,組織在線水沖洗方案。這種情況下,嚴禁通過加強吹灰頻次來處理。5u3000空預器堵塞處置2009年一季度,在#1鍋爐大修中,分別對鍋爐轉(zhuǎn)向室加裝了積灰吹掃裝置,對暖風器