發布時間：2022-02-18所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：針對某350MW 燃煤機組空氣預熱器(簡稱空預器)煙氣側壓差大的問題，對 煤 質、空 預 器 冷 端低溫腐蝕、空預器吹灰及沖洗相關情況進行了分析，確認其原因為二次風暖風器出力不足導致冷端低溫腐蝕。通過對二次風暖風器及疏水系統進行改造，提高了空預器冷端溫度，
摘 要：針對某350MW 燃煤機組空氣預熱器(簡稱空預器)煙氣側壓差大的問題，對 煤 質、空 預 器 冷 端低溫腐蝕、空預器吹灰及沖洗相關情況進行了分析，確認其原因為二次風暖風器出力不足導致冷端低溫腐蝕。通過對二次風暖風器及疏水系統進行改造，提高了空預器冷端溫度，并對機組經濟性的影響進行了分析。結果表明：暖風器改造后空預器煙氣側壓差恢復正常，解決了空預器冷端低溫腐蝕的問題。
關鍵詞：暖風器;低溫腐蝕;設備改造;空氣預熱器;冷端溫度
冬 季 工 況 下，為了防止鍋爐空氣預熱器(簡稱空預器)冷 端 低 溫 腐 蝕 和 堵 灰 現 象，北 方 普 遍采用暖風器系統提高空預器進口風溫，使排煙溫度保持在 酸 露 點 以 上。暖風器系統通常采用輔汽聯箱供汽，疏水回收至爐側疏水箱或直接經疏水泵回收至凝汽器或除氧器。但在實際運行中，經常出現暖風器疏水不暢、極端天氣下暖風器出力不足 等 問 題[1]。袁 建 飛[1]針對暖風器運行存在的堵灰、腐 蝕 問 題，提出了暖風器完善優化應用的重點和技術措施。周超等[2]通過對暖風器、疏水器進行 改 造，并 重 新 布 置 疏 水 系 統、優 化 運行邏輯，提高了暖風器及疏水系統的可靠性和經濟性。王榮 等[3]分 析 了 設 置 循 環 風 對 回 轉 式 空預器性能 和 堵 灰 的 影 響，以 及 冷 端 堵 灰 的 原 因，并提出了 優 化 方 案。蔡 明 坤[4]分 析 了 設 置 循 環風對回轉式空預器性能和堵灰的影響，并針對冷端堵灰提出了改進方案。
筆者對 冬 季 供 熱 期 某350 MW 燃 煤 機 組 空預器煙氣側壓差大進行了分析，確認二次風暖風器出力不足導致空預器最低冷端綜合溫度低于設計值，存在低溫腐蝕和堵灰的風險。通過對暖風器系 統 的 改 造，進 一 步 提 高 了 空 預 器 冷 端 溫度，減少了 低 溫 腐 蝕 風 險，并對暖風器改造后對機組經濟性的影響進行了分析。
1 設備概況
機 組 采 用2臺 容 克 式、立 式、三 分 倉 回 轉 式空預器，型號為29.5-VI(T)-2600-QMR，空 預 器相關參數見表1�？疹A器是利用鍋爐尾部煙氣熱量加熱空氣 的 熱 交 換 設 備，當 轉 子 轉 動 時，煙 氣和空氣交替流過換熱元件，換熱元件從熱煙氣中吸收熱量，提高空氣溫度。
一、二次風均采用臥式 SD-XNFT-Ⅰ型暖風器系統，暖風器為手動可旋轉式暖風器。暖風器運行時將暖風器與風向垂直，加熱風溫;暖風器停用時將換熱 面 旋 轉 閥 按 其 本 體 所 示 的 箭 頭 方 向 旋 轉90°并鎖緊，使其與風向平行，以降低風阻。
2 存在的問題
目前，2 號 鍋 爐 空 預 器 煙 氣 側 壓 差 偏 高，壓差在1.8～3.0kPa，遠高于設計值(1.25kPa)，也高于去年同期值(1.2～1.8kPa);1號 鍋 爐 空預器煙氣側壓差在1.3～2.3kPa，壓差比2號鍋爐空預器低。
圖1為2019年12月1日—2020年1月31日2號鍋爐空預器煙氣側壓差變化情況。
由 圖1可 以 看 出：2019年12月1日—2020年1月31日在同樣負荷下2號鍋爐空預器煙氣側壓差總體呈上漲趨勢。2020年1月2號 鍋 爐空預器煙氣側壓差最大值由2.7kPa上升至3.0kPa，1個月增長了0.3kPa，到2020年3月空預器煙氣側壓差可能會進一步上升，最高可能會達到3.3kPa，影響機組運行的安全性及經濟性。
3 原因分析
表2為2號鍋爐氨逃逸檢測數據，表3為氨灰檢測數據。由 表2及 表3可 以 看 出：2號 鍋 爐氨逃逸體積分數基本維持在1.0×10-6以 下，低于設計值(3.0×10-6);氨灰的質量比基本維持在65mg/kg以下，低于設計值(100mg/kg)，在線表監測數據 顯 示 正 常。但 不 能 完 全 排 除 氨 氣 噴 入過量問 題，因 為 左 右 側 煙 道 各 有 一 個 氨 逃 逸 測點，所測得的氨逃逸體積分數不能代表整個煙道的情況，由表3可以看出2號鍋爐空預器氨灰質量比有突增現象。
運行期間2臺鍋爐所燒煤種基本一致，不存在煤質 原 因 導 致1、2號 鍋 爐 空 預 器 煙 氣 側 壓 差偏差大的問題。
2號鍋爐空預器冷端吹 灰壓力為 1.20～1.26MPa，熱端吹灰壓力為0.83～0.93 MPa，熱端吹灰壓力略高于設 計吹灰壓力，符 合 設 計 要求。吹灰周期為8h，不 存 在 吹 灰 壓 力 不 足 或 吹灰頻次過 低 導 致 空 預 器 堵 塞 的 問 題。空 預 器 吹灰前后壓差變化不明顯，沒有出現明顯降低。
根據煤的含硫量，得到空預器冷端平均壁溫運行曲線(見圖2)。大部分燃煤的含硫質量分數低于1.5%，根據冷端溫度導則可知，冷端平均壁溫大于68.3 ℃即可滿足運行要求。冬季空預器冷端平均壁溫 最 低 為64.7 ℃，低于最低運行溫度(68.3 ℃)，存在低溫腐蝕 的 風 險，這 是 造 成 空預器煙氣側壓差大的主要原因。
2020年3月下旬對換熱元件進行整框架常規高壓水沖洗，表4為2臺鍋爐沖洗前后空預器煙氣側壓差變化情況。由表4可以看出：由于積灰嚴重，沖 洗 效 果 不 明 顯，沖洗后空預器煙氣側壓差并未下降。
再 次 檢 修 時，將 空 預 器 換 熱 元 件 框 架 拆 解后，發現沖洗前 換 熱 元 件 堵 灰 嚴 重(見 圖3)。事實說明空 預 器 煙 氣 側 壓 差 大 與 低 溫 腐 蝕 和 積 灰相關，對換熱片逐片進行沖洗，徹底清除積灰，沖洗后壓差恢復正常。
由于空預器煙氣側壓差增大，導致整個風煙系統的管道阻力特性曲線發生變化，存在風機喘振風險。通過計算，引風機全壓在4700～6400Pa，風體積流量在180～250m3/s，根據引風機特性曲線可知，引風機處于安全運行范圍。送風機全壓在1500～2200Pa，風體積流量在88～120m3/s，根 據 送 風 機 特 性 曲 線 可 知，送 風 機 處 于 安全運行范圍。
4 改造方案
在2臺送風機出口風道各加裝1臺暖風器，汽源引自輔汽聯箱至原暖風器加熱蒸汽母管，對送風機出口冷二次風預加熱后送至原暖風器進口，進一步提高暖風器出口風溫。加裝的二次風暖風器系統圖見圖4。
5 實施效果
5.1 對空預器低溫腐蝕的影響
表5為改造前后運行參數對比。由表5可以看出：在相 同 負 荷 下，改 造 后 空 預 器 進 口 溫 度 提升明顯。
新加二次風暖風器投運后，空預器煙氣側壓差較上一 年 同 期 有 較 大 改 善(見 圖 5)。2020 年12月1日—2021年1月4日，1號鍋爐空預器煙氣側平均壓差為1.539kPa，2號鍋爐空預器煙氣側平均壓差 為1.552kPa，較上一年同期有了顯著降低，未出現空預器煙氣側壓差大幅升高的現象。
冷端平均壁溫=(空預器進口平均風溫+未修正的空預器出口排煙溫度)/2，可算出2020年12月1日—2021年1月4日冷端平均壁溫，即1號 鍋 爐 空 預 器 78.591 ℃，2 號 鍋 爐 空 預 器74.516℃，相比 于2019年12月1日—2020年1月4日冷端平均壁溫(1號鍋爐空預器76.903 ℃，2號鍋爐空預器71.23 ℃)有較大提升，低溫腐蝕的風險降低。
5.2 對機組經濟性的影響
5.2.1 對風機出力的影響
新加二次風暖風器投運后，空預器煙氣側壓差降低，煙 氣 沿 程 阻 力 降 低
投入新暖風 器 后 2 臺空預器煙氣側的平均壓差減少0.301kPa，理論上可降低單臺引風機功率87.87kW。冬季新加暖風器運行4個月(共計約2900h)，2 臺引風機預 計 節 電 約50.96萬 kW·h，節 約 成本約15.288萬元。
5.2.2 對鍋爐效率的影響
新加二次風暖風器對鍋爐熱效率產生了兩方面的影響：一方面，二次風溫度升高，引起鍋爐熱效率提高;另一方面，鍋爐排煙溫度升高，引起鍋爐熱效率降低[6-8]。
6 結語
冬季空 預 器 冷 端 平 均 壁 溫 最 低64.7 ℃，低于最低運行溫度(68.3 ℃)，存 在 低 溫 腐 蝕，這 是造成空預器煙氣側壓差大的原因之一;可以通過新加暖風器提高空預器冷端溫度，從而減少低溫腐蝕，減小空預器煙氣側壓差。新加二次風暖風器后鍋爐效率下降，但煙氣沿程阻力減小使風機出力減小，降低了廠用電率。建議在 機 組 檢 修 時，對 空 預 器 進 行 徹 底 清洗，并且必須符合清洗標準。
保證冷端平均壁溫達到設計要求，冬季根據環境溫度和所燒煤種及時投運暖風器，避免低溫腐蝕，根據 情 況 可 適 當 提 高 輔 汽 聯 箱 壓 力，保 證暖風器投運效果。同時注意排煙溫度不能過高，防止排煙熱損失增大。——論文作者：穆福藝，趙 凱
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