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解决循环流化床锅炉管式空预器积灰和漏风问题的研究

2020-12-08

中国金属通报 2020年15期
关键词:预器积灰管束

王 维

(鄂尔多斯双欣电力有限公司,内蒙古 鄂尔多斯 016064)

循环流化床锅炉管式空预器积灰与漏风问题,严重影响锅炉运行稳定性与经济性,如果忽视对此问题的解决,就会引发锅炉能耗大幅提升,锅炉效率大幅下降,无法满足发电厂发展需求,影响整体运行效率和成本控制。对此,还需详细分析引发问题具体原因,有针对性制定解决措施,注重日常管理维护与计划检修工作,合理选择管材材料,引进先进技术和设备,在根源问题上有效解决循环流化床锅炉管式空预器积灰与漏风问题,从而提高能源利用率,降低煤耗,为发电厂降低生产成本,满足盈利水平提供保障。

1 循环流化床锅炉管式空预器漏风问题

1.1 焊口出现缝隙

在锅炉实际运行过程中,会产生大量烟气,而烟气中会含有大量粉尘,并且灰尘粒径大小不一。当烟气经过循环流化床锅炉管式空预器时,烟气中的灰尘就会对空预器造成磨损,随着长时间的运行,会对空预器焊接点产生不利影响,使焊点出现缝隙,引起空预器漏风问题。使部分空气从焊点缝隙中进入烟气侧,直接排放到空气中,造成一二次热风温度降低,引风机耗电增加。

1.2 烟气冲刷

烟气流经循环流化床锅炉管式空预器时,会对空预器迎风面进行冲刷,长时间运行会使循环流化床管式空预器管壁减薄,如果不进行治理和重视,磨损的程度会随着锅炉运行时间的增加快速增长,严重时会出现管束泄露。

其次管排之间的布置间距,设计时需要详细计算,安装时也需要合理布置,否则会形成管排之间间距不一,烟气流经循环流化床管式空预器时,因为间距不同,烟气阻力不同,会形成烟气走廊,一旦烟气走廊形成,烟气会加速冲刷管式空预器管束,随着锅炉运行时间的增加,空预器管壁减薄,严重时同样会引起管束泄露。

再次因为烟气中含有大量的粉尘,在烟气通过空预器管束时,烟气流速慢的地方,会引起空预器管壁积灰,严重时局部会形成烟气走廊,从而引起空预器管束泄露。以上烟气冲刷引起的漏风是循环流化床锅炉管式空预器漏风主要原因之一。

1.3 壁管受低温因素影响产生腐蚀

我们都知道,煤在燃烧过程中会产生二氧化硫、三氧化硫气体,在锅炉运行过程中,虽然有的发电厂设计了炉内脱硫系统,但是也不可能完全地完成脱除工作,为了达到国家要求的排放标准,一般还需在炉外设计脱硫系统,有的发电厂干脆没有炉内脱硫系统,只有炉外脱硫系统。这样就会使管式空预器在恶劣的环境中运行,烟气会与水蒸汽发生化学反应,再加上氧化硫因素影响,最终形成酸烟雾[1]。而在低温条件下,酸烟雾逐渐凝结成酸溶液,并附着在空预器的管壁上,长时间存留就会对管壁造成不同程度腐蚀,严重的还会使管壁破损。此现象尤其在我国北方地区的冬季最为明显。给循环流化床锅炉管式空预器的治理带来极大的困难。

1.4 空气预热器质量问题

因受到预热器自身质量问题因素影响,使循环流化床锅炉管式空预器出现漏风问题,首先是管式空预器选型上可能存在问题,或是管壁壁厚选择不合适,或是管材材料选择不合适,不具备抗冲刷,抗磨损,抗腐蚀的功能。其次是因为相关工作人员在安装与生产检修过程中忽视对预热器质量检测,使管箱与伸缩节焊接质量不佳,需要更换的管束没有更换,需要堵掉的管束没有封堵,使空气预热器漏风增加,未意识到预热器质量对锅炉运行的影响,使各项工作实施存在一定隐患。

2 循环流化床锅炉管式空预器积灰问题

2.1 实际燃烧煤种大幅偏离设计煤种

造成循环流化床锅炉管式空预器积灰问题,影响因素也比较多,其中之一就是实际燃烧煤种大幅偏离设计煤种,由于实际生产过程中,燃煤市场的波动或当地煤质的变化,为了控制燃煤成本,很多发电厂的实际燃烧煤种和设计煤种参数大幅偏离,锅炉的燃烧不能适应。往往会引发循环流化床锅炉管式空预器积灰问题。由于实际燃烧煤种大幅低于设计煤种,无法确保煤完全燃烧,会产生大量粉尘或尘粒,长周期运行未对空预器清理或者吹灰器故障,就会使粉尘、尘粒堆积到空预器处,影响空预器换热,影响锅炉经济性和安全性。

2.2 空预器设计问题

有的锅炉厂在设计空预器时会出现问题,烟气经过省煤器后,烟道进行了收缩或者为了增加空预器面积,空预器入口进行放大,左右侧烟气在流经空预器时,风速局部出现变化,有的部位甚至很少有烟气流过,随着锅炉的运行,这些部位严重积灰,堵塞空预器。

2.3 酸溶液堵塞

在上述中我们讲到了酸溶液的形成,一旦形成酸溶液就会附着在管壁,对管壁造成腐蚀影响。并且还会因为酸溶液腐蚀,使管壁锈蚀,低温部位还会结露,为灰分粘附管壁提供有利条件,随着灰尘堆积越来越多,最终引发循环流化床锅炉管式空预器积灰问题。

2.4 硫酸氢铵的影响

目前发电厂随着国家环保的要求,都进行了脱销改造,不管是用SNCR还是SCR脱销技术,难免会有氨逃逸的问题出现,在锅炉空预器部位正好给硫酸氢铵的形成创造了有利的条件,然而硫酸氢铵晶体具有很强的附着性,可以黏在管式空预器的表面,造成积灰。

3 循环流化床锅炉管式空预器管漏风和积灰危害分析

3.1 大幅降低锅炉效率,增加风机单耗,影响经济性

循环流化床锅炉管式空预器漏风和积灰问题,所受到的影响因素不同,需引起相关工作人员的重视,详细分析漏风和积灰的具有原因,制定相应解决措施。而循环流化床锅炉管式空预器漏风和积灰对锅炉运行具有很大危害性。

空预器的漏风量太大,一是导致锅炉进风压力低,影响锅炉燃烧效率,经济性就会随着下降,为了满足工业生产要求,就需要进行适当调整,需要增加一二次风机的送风量。这样的调整虽然满足锅炉蒸发量运行需求,但是会大幅增加风机耗电量,造成电量损耗[2]。除此之外,我们都知道锅炉的几大损失中,最大的就是排烟热损失,管式空预器的漏风持续增大,还会对排烟温度造成一定影响。空预器积灰太严重,锅炉的排烟温度会大幅升高,锅炉整体热量损失持续增加,锅炉的热效率却持续降低。

3.2 处理不当,会引发锅炉事故,影响安全性

如果相关工作人员忽视对循环流化床锅炉管式空预器漏风和积灰问题解决,使漏风量持续加大,严重就会造成锅炉风量不足,锅炉不能满负荷出力,若人员操作不当,或调整不及时,还会引发锅炉事故。例如风量降低,锅炉流化不良局部床温升高,就是发生局部结焦情况。烟气在低温条件下会产生大量酸溶液,并附着在管壁,使管壁发生大面积腐蚀、积灰堵塞,在低负荷运行时,还会出现煤粉尾部堆积,引发尾部二次燃烧的锅炉安全事故。

3.3 漏风积灰严重,增加检修工作量,增加维护成本

循环流化床管式空预器漏风和积灰问题一直是各发电厂的难点,如何兼顾经济性和稳定性需要电力相关工作人员在其中找到平衡点。漏风和积灰严重后,在锅炉停炉检修的过程中就需要更换管束或者需要清灰,严重的需要对空预器,尤其是最底层的空预器进行整体更换。这就增加了检修的工作量和工作时间,同时也增加了检修维护成本。

4 循环流化床锅炉管式空预器积灰和漏风解决措施

4.1 掌握空预器漏风判断方法,及时解决漏风问题

关于循环流化床锅炉管式空预器漏风问题的判断,最常用的方法就是烛火检查,进行负压查漏。首先,是启动引风机,维持炉膛负压-500Pa左右,检查人员拿着火把进入空预器风侧后,并关闭人孔门。用火把逐个靠近空预器管管口,往里吸火的,就是漏的,不漏的管束不吸风。发现泄露的管束,进行标记,以便进行更换和堵管。如果只是个别空预器管泄漏的,可以用堵头焊住,空预器管束泄露比较多的可以进行局部换管。如果空预器积灰比较严重,在空预器查漏风之前,需要进行空预器高压水冲洗或压缩空气冲洗,因为板结的积灰下会产生垢下腐蚀泄露,只有把积灰清理干净,才能检测出积灰部位的管束是否泄露。对于冲刷引起的泄漏,需要对迎风面管束进行防护,对烟气走廊进行消除。

4.2 严控空预器进风温度,防范管壁腐蚀措施

基于低温条件下,烟气产生的二氧化硫、三氧化硫出现反应,最终形成酸溶液,并附着在管壁中,对管壁造成不同程度腐蚀。为了防止发生空预器低温腐蚀,北方地区应在冬季来临前,提前检查恢复一二次风暖风器系统,待环境温度下降后,投入暖风器系统运行,以保证空预器管束进风温度。也可以采用投入炉内石灰石或电石渣脱硫系统,减少烟气中的二氧化硫、三氧化硫气体的浓度,以减弱空预器的低温腐蚀,还可通过对对空预器管的材质进行选择或进行特殊处理,防止低温腐蚀,如使用搪瓷管。除此之外,还可选择对燃料脱硫处理,以高温低氧方式减少酸溶液形成量,以上办法均可有效解决循环流化床锅炉管式空预器管壁腐蚀问题,从而避免引发循环流化床锅炉管式空预器漏风问题。另外,相关工作人员需要根据运行要求,规范吹灰操作流程,避免发生循环流化床锅炉管式空预器因板结积灰导致垢下腐蚀引起漏风问题。

4.3 创新煤料燃烧方法,减少灰尘堆积量

由于煤质量不佳,热值大幅偏离设计煤种热值,会使煤料在燃烧过程中产生大量灰尘,为减少空预器中灰尘堆积量,还需根据实际煤种情况对煤料燃烧掺配方法进行创新,并引进与应用先进自动控制装置,对整体工作模式创新,确保各项工作操作简单、便捷,降低工作人员任务量,有更多时间探究循环流化床锅炉管式空预器积灰堵塞问题,明确引发灰尘堵塞具体原因,找到灰尘堆积具体位置,从而有针对性地采取解决措施,避免影响锅炉运行质量与效率[3]。

4.4 重视空预器积灰堵塞和漏风问题,注重日常检修与设备管理

积灰堵塞问题,是锅炉长时间运行,加上日常设备的维护保养不到位,如吹灰器维护保养不够,经常故障或漏汽等或者空预器检修时检修质量把关不严,各种综合因素引起,不仅会增加设备运行负担,影响锅炉运行效率,而且还会使设备存在故障隐患,一旦发生严重事故,损失将巨大。对此,还需引起相关工作人员重视,能够在日常工作中加强对锅炉设备的维护与管理,制定完善维护检修管理制度,全面落实到各项工作环节中,明确各项工作目标,根据具体的计划检修,处理空预器内部积灰和漏风问题,提高安全性和经济性,为锅炉长周期经济运行打好基础。

5 结语

综上所述,针对循环流化床锅炉管式空预器漏风及积灰问题解决,需要对各项影响因素全面分析,明确具有影响因素,制定完善防治措施,并加大实施力度,相关工作人员准确掌握循环流化床锅炉管式空预器漏风测试方法,通过实践分析,对循环流化床锅炉管式空预器漏风问题合理解决。定期吹灰,防止灰尘堆积,提高设备运行效率,从而确保循环流化床锅炉管式空预器安全性与经济性。

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