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【技术汇】回转式空预器换热元件积灰和腐蚀的分析及处理

北极星大气网  来源:《科技风》  作者:殷礼  2019/3/6 8:47:36  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:空气预热器 脱硝改造 氨逃逸

北极星大气网讯:摘要:本文针对某公司二期三分仓回转式空气预热器腐蚀和积灰问题进行了分析,提出了几点预防建议。

关键词:空气预热器;腐蚀;积灰;

1 概述

大唐华银电力股份有限公司耒阳分公司二期2×300MW机组#3、4锅炉设计安装两台豪顿华工程有限公司生产的三分仓容克式空预器。

2013年,该司#3、4机组进行了脱硝改造,配套进行了空预器换热元件改造,冷端采用搪瓷换热元件保证防腐以适应硫酸氢铵的工作环境。配置双介质吹灰器和高压水系统。热端和中温端换热元件为DU波形板,厚0.5mm,冷段为Ke-1陶瓷波纹板,厚0.75mm。

2 空气预热器积灰和腐蚀导致的现象

2.1 空气预热器积灰

运行机组若发生空预器积灰,会导致空预器进出口一、二次风压摆动及上升,一、二次风压压差逐渐上升,空预器出口一、二风温降低,引风机电流同负荷下明显增大。

2.2 空气预热器腐蚀

空气预热器腐蚀和堵灰是相互促进的一个过程。当空气预热器积灰时,烟气中的水蒸汽及SO3容易黏附在灰垢上,对受热元件产生腐蚀;而当空气预热器受到腐蚀后,受热元件表面光洁度严重恶化,使灰垢更容易粘附在受热元件上,加重了空气预热器堵灰的可能性。空气预热器腐蚀时,会因为换热面积变小导致同负等荷下空气预热器出口一、二次风温降低,排烟温度升高。

3 空气预热器积灰及腐蚀的原因分析

3.1 空气预热器堵灰原因分析

3.1.1 空气预热器传热元件布置紧密

空气预热器的传热元件布置紧密,烟气通过波纹板的流通面积很小且流通过程很长,此时烟气中的飞灰易沉积在受热面上,导致空预器堵灰。

3.1.2 低负荷下燃烧方式

机组低负荷运行状态下,为保证锅炉安全运行,机组经常煤、油混烧。未燃尽的飞灰可燃物极易粘附在空气预热器受热元件上面。

3.1.3 脱硝之后硫酸氢铵 (ABS)的存在

硫酸氢铵的熔点147℃,主要沉积在烟气温区:207-147℃,该温度区域内会由气态→液态→固态转化,按温度梯度的分布,结合空预器内部的温度结构,硫酸氢铵通常存在于在预热器冷端元件中间部位,在液态向固态转换时吸附灰分,直接沉积在传热元件上。

3.2 空气预热器腐蚀原因分析

3.2.1 烟气中含有水蒸气及SO3

在燃烧过程中,主燃料煤中的硫分主要转变成SO2及SO3。其中SO3与烟气中的水蒸气反应生成硫酸蒸汽,硫酸蒸汽的露点远比烟气高,所以硫酸蒸汽易凝结在低于烟气露点的低温受热面上,引起低温腐蚀。

3.2.2 空气预热器冷端壁面温度偏低

在寒冷天气,空气预热器冷端综合温度降低低,冷端受热元件壁温不但低于硫酸蒸汽露点,而且低于烟气中水蒸气露点。大量的水蒸气及稀硫酸液凝结在空预器冷端受热元件上,引起低温腐蚀。

4 堵灰及腐蚀对空预器的危害

4.1 堵灰对空气预热器的危害

空气预热器受热面堵灰后,导致本来相对狭小的传热面积进一步减小,烟气的流通阻力增加,致使引风机的负载增大,厂用电率提升。堵灰严重的情况下因引风机出力受限,导致机组负荷受限制。另外,堵灰使空预器换热元件面传热面积减小,导致单位面积烟气换热量减小,传热效果变差。炉膛出口排烟温度升高;同时加大了受热面积进出口两侧的烟气和空气压差,使飞灰速度增加,会加速空气预热器受热面的磨损。

4.2 腐蚀对空气预热器的危害

空气预热器的蓄热元件腐蚀会大大影响空预器的传热效果,使锅炉运行经济性降低。

5 防止空气预热器腐蚀和堵灰的措施

5.1 加强空气预热器的吹灰工作

应确保空气预热器吹灰器能够正常投入且每班必须进行一次。在发现空预器受热面存在堵灰的情况下,适当增加吹灰频率,提高吹灰压力。但此手段不能作为常规运行方式。运行中应加强对空气预热器出、入口一次风、二次风及烟气差压的监视,发现有异常趋势及时投入吹灰器对空预器全面吹扫一至两次。

5.2 冬天重视热风再循环的投入

在寒冷天气时,要调整热风再循环控制送风机入口温度维持在20至50℃之间。同时通过对热风再循环调节门的调整控制空气预热器冷端综合温度符合规程规范。

5.3 控制过量空气系数,减少烟气中SO3含量

机组运行中应加强对锅炉的燃烧调整,保持合适的过量空气系数,减少SO3生成。

5.4 降低氨逃逸

控制氨逃逸就等于切断了硫酸氢铵生成的源头,没有了硫酸氢铵的沉积,空预器堵塞的可能性将大大降低。日常运行过程中,定期进行氨喷射系统的喷氨流量平衡调整,防止局部氨逃逸量过大。机组停炉检修时,加强对喷氨格栅的检查,及时疏通喷氨格栅喷嘴。

5.5 定期进行硫酸氢氨热解定期工作

硫酸氢铵在207℃会升华为气态,所以可以通过控制风量提高空预器进出口温度来热解硫酸氢铵。将空预器出口温度提升至160℃以上维持2小时,每隔90天进行一次定期工作可有效缓解空预器堵灰。

5.6 空预器冷端受热元件分层,减少换热元件更换数量

华银耒阳分公司#3、4锅炉进行脱硝改造后,已经更换空预器冷端受热元件两次,现场检查已更换的大部分冷端受热元件腐蚀部分为冷段下部,即147℃—207℃区域。故可以考虑以正常运行的最低负荷计,冷端元件可以分层分成400MM最下一层,600MM为倒数第二层。更换冷端元件时只需更换最下一层即可。

6 结语

空预器腐蚀和堵灰给锅炉安全运行带来了严重的威胁,因此需针对运行中出现的各种现象认真分析,制定出相应的技术措施。只有这样才能使空预器不发生少发生低温腐蚀,减少堵塞,从而确保锅炉空预器的安全运行。

原标题:回转式空预器换热元件积灰和腐蚀的分析及处理

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