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干货|燃煤锅炉空预器结垢腐蚀解决新方案

北极星电力网新闻中心  来源:常荣声学    2018/5/28 15:52:28  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 燃煤锅炉 火电 火电厂

北极星火力发电网讯1空预器堵塞现状

空气预热器主要是利用锅炉尾部烟道中的烟气来加热锅炉燃烧所需要的空气,从而提高整个机组运行的经济性。空预器作为锅炉重要的换热设备,其运行状况直接影响到锅炉的经济性及安全,目前国内绝大部分锅炉空预器均存在不同程度的积灰堵塞问题,尤其是投运脱硝后,空预器堵塞及腐蚀加重。

催化剂中的氨与烟气中的NOx反应或者被氧化后,多余的氨被排入下游烟道。烟气中的氨与SO3接触在适当的温度条件(约在230℃以下)下生成硫酸氢铵(NH3+SO3+H2O→NH4HSO4)和硫酸铵{2NH3+SO3+H2O→(NH4}2SO4}。硫酸氢铵可能沉积在空气预热器中温段及冷段,由于具有很强的粘附性,会吸附烟气中的颗粒物,造成大量灰分粘附在换热器金属表面和层间,引起换热元件堵塞,使得空气预热器的烟气阻力增加、换热效率降低,甚至无法正常运行的现象。

2空预器堵塞危害

2.1 堵塞波及“他人”

当实际使用煤种灰分及含硫较高,煤燃烧后形成的灰渣较多,给风烟系统造成了较大影响。锅炉同时投运脱硝装置,不可避免的氨逃逸造成烟气中的硫酸氢铵较多,从而导致空预器低温腐蚀严重,由此形成的结垢难以去除。

空预器结垢及腐蚀

空预器结垢及腐蚀

由于低温腐蚀现象比较严重,以及积灰不能及时清除,导致管排腐蚀严重。夏季泄漏管数量和漏风量增大,空预器漏风率明显上升。所谓空预器的漏风,即由送风机送至空预器的空气,未经炉膛燃烧换热直接漏到尾部烟气中。在引风机出力不变的情况下,漏风的增加势必造成锅炉燃烧所需的风量不足,且漏风的存在降低了空预器的效果,使一次风、二次风的温度降低,对煤粉的正常燃烧和制粉系统的正常工作造成很大的影响,增加了煤粉的不完全燃烧损失。同时,使炉膛内辐射换热的强度大大减弱,降低锅炉换热效率。未经燃烧的空气直接进入烟道,增加了烟气的流量,为了维持锅炉炉膛负压的稳定。必须增加引风机的出力,从而加大了电能的消耗。

在运行过程中,首先发现一次风压、二次风压开始有摆动现象。之后幅度逐渐增加,且呈现周期性变化。这说明空预器此时已经出现堵塞现象。这是因为当堵塞问题部分转到一次风口时,一次风压(空预器后一次风母管压力)开始下降,为维持设定的一次风压,一次风机的入口挡板便自动开大。当堵塞部分转到二次风口时,二次风压(空预器后二次风母管压力)又开始下降,同理为维持设定的二次风压,送风机的入口挡板必须开大以适应二次风压的下降,在低负荷时,燃烧所需的风量较少,产生的烟气量较少,一般还能维持机组的正常运行,随着负荷的不断增加,所需的一次风量、二次风量开始逐渐增加,一次风机、送风机的出力便不断增大,当接近满负荷时送风机入口导叶片的开度达到90%以上,因此,当堵塞部分转到二次风口时,便造成二次风压下降,为保证二次风压,送风机便自动开大入口导叶,而此时该送风机的风量却是最小,送风机电流下至最小值。堵塞部分转过之后,风量又开始增大,由于风量的忽大忽小致使送风机发生喘振,送风机失速保护动作,机组发生RB(辅机自动甩负荷)事故。

2.2蒸汽吹灰危害大

目前蒸汽吹灰器在空预器部位的广泛应用,大多数电厂面临下面的尴尬问题:依靠蒸汽动能对积灰进行吹扫,运行可靠性较差,并不能对锅炉空预器受热面积灰进行有效清除,久而久之必然会造成受热面严重积灰,换热效果显著下降,锅炉排烟温度上升。同时由于吹灰频次高,消耗大量蒸汽,使得能源过度浪费,并且蒸汽吹灰器的频繁使用造成回转式空预器换热元件严重的吹损,影响机组的安全、经济运行。而管式空预器受热面管排密集,动能衰减速度快,管道距吹灰器越远吹灰效果越差,同时对管道也存在吹损。导致空预器积灰严重,并进一步加重空预器的管排腐蚀漏风现象。

2.3 传统声波吹灰器处境尴尬

传统声波吹灰器在空预器的使用上也面临更加尴尬的问题:利用声音的“声致疲劳”的作用, 即由声波反复作用,施加于灰垢以拉压循环变化的载荷,当达到一定的应力次数时,灰垢的结合因疲劳而破坏。但传统声波吹灰器频率单一、声功率过低(传统声波吹灰器声功率只有3000~5000声瓦),并不能有效清除空预器受热面管道上所积附的灰垢。

3空预器结垢解决方案

针对空预器结垢问题,南京常荣声学股份有限公司研制出一种专门应用于空预器结垢解决方案。方案基于ENSG-G系列大功率可调频高声强声波吹灰器,在锅炉吹灰上取得了突破性的成果。

3.1吹灰原理

在高声强声波吹灰器除垢过程中,第一种固体声波是固体中微小质量的振动,在高强声压下,高强度声波能量将被灰垢颗粒吸收,使其灰垢表面发生形变、疏松、破碎。这个逐渐变化的过程是灰垢积累吸收声能的过程,一旦灰垢表面产生微小裂隙,声波便沿着裂隙将振动状态传入,进而发生结渣颗粒与受热面剥离的现象。第二种效果使附着在受热面表面的灰垢被来回地推拉,使其不断地压缩和伸张因为声波对表面硬垢的反复作用,每秒钟达数十次到数百次,使其因声疲劳而断裂,并逐步松动、脱落。

3.2 吹灰解决方案

吹灰器的声强和频率通过Ansys建模分析和实际测量确定。通过Ansys分析,从而剔除造成管道共振的频率。然后在现场可实施位置布置2个声传感器和2个加速度传感器,通过数据采集仪连接电脑,使用数据分析软件实时测量空气预热器环境中声衰减,以及发生器对于换热管振动影响。

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