回转空预器冷端蓄热元件堵塞吹损及密封改造

回转空预器冷端蓄热元件堵塞吹损及密封改造

唐滔

大唐华银株洲发电有限公司 湖南 株洲 412000

摘要：回转空气预热器差压高是各电厂空预器运行中存在的普遍问题。针对这个问题，本文对具体空预器蓄热元件堵塞吹损的情况进行分析并在分析的基础上找到了主要因素，进行密封改造并制定相应的对策在运行中减轻蓄热元件吹损及堵塞，延长其使用寿命。

关键词：回转空预器；蓄热元件；堵塞；波形

引语

某燃煤电厂310MW机组锅炉配置东方锅炉厂生产的LAP10320/2300型，转子直径φ10320毫米，蓄热元件热段高度1150mm；冷段1200mm蓄热元件为搪瓷元件，其余热段蓄热元件为碳钢，每台预热器金属重量约420吨，其中转动重量约310吨(约占总重73%)。密封片为固定式接触密封。炉膛入煤含灰量大，空预器烟侧热、冷端各布置两支蒸汽吹灰器。空预器的漏风率为 11％，实际漏风率大于设计值 6.5％，空预器漏风率超标，对机组发、供电煤耗影响较大。近期计划性检修时对3、4号炉空预器进行全面检查发现，冷端蓄热元件底部吹损严重，部分蓄热元件支撑架出现不同程度吹损，冷端蓄热元件进行了全部更换。

1 空预器改造前运行的情况

1.1 机械部分卡涩、空预器主电机电流高

3、4号炉空预器在不同程度上频繁发生机械卡涩、主电机电流高等故障，虽经过多方查找原因发现，冷端搪瓷元件吹损，搪瓷换热板已出现严重下沉、松散现象，一旦下沉位置超出密封片，极可能造成空预器卡死停运事故，且将空预器上下径向密封、轴向密封间隙放大以确保锅炉的安全运行。

1.2 空预器外漏灰及密封效果差

空预器出入口风道、仓格夹角、外壳等部位密封焊接部位漏灰、漏风。虽然空预器配套设计了漏风控制装置，但在投产以来由于该系统可靠性差未能良好投入漏风控制装置。且为了保证机组的安全运行，扇形板至投产以来未进行调整过以致调整装置锈蚀，由于缺乏准确计算密封间隙的经验和技术，预留的间隙不够合理，造成更大的漏风。中心筒密封效果不好，有向空预器外部支撑轴承处漏灰的情况。

1.3 空预器冷端蓄热元件堵塞及破损

空预器冷端搪瓷元件吹损卷曲，造成流通通道堵塞，空预器差压上涨。由于氨逃逸和积灰影响，空预器差压上涨，采取加强吹灰运行，近年检查冷端搪瓷元件出现轻微吹损问题，冷端搪瓷元件吹损趋于严重，底部出现曲卷现象，局部区域造成烟气通道堵塞，机组运行时采取增加吹灰频率或长期吹灰维持差压在1.2KPa，但吹灰汽耗大幅增加。机组停运时对空预器进行高压水冲洗。

1.4空预器换热元件换热效果下降

空预器随着运行时间增加，换热效果降低，对比4号炉2号空预器相同负荷运行工况，入口烟温接近时，1号空预器平均烟气温降比2号低11.7℃，1号平均一次风温升比2号低15.8℃，平均二次风温升也比2号低4.3℃，主要是由于空预器换热元件腐蚀和旁路密封差。现冷端搪瓷元件严重吹损，吹损面积约占冷端换热面积约20-30%，换热面积减少，同时1号空预器设计整体换热效果较2号差，有较大提升空间。

2 针对目前问题的分析和解决

2.1 空预器漏风率较大

因空预器发生过机械卡涩、主电机电流高等状况，致使将空预器上下径向密封、轴向密封间隙放大来确保机组的安全运行，造成空预器密封间隙过大，从而造成漏风偏高。因空预器漏风严重，导致一次风压降低，为了防止一次风管堵管，只能加大一次风机出口挡板开度，从而增加送风机和一次风机出力。一次风和二次风大量地漏到烟气中，大大增加了引风机的出力。不仅造成机组厂用电上升，而且还造成机组满负荷运行时引风机调节余量不足甚至引风机失速，造成锅炉燃烧不稳，影响机组负荷率及安全运行。由于漏风严重，烟气温度降低，空预器受热面腐蚀和堵塞较严重，锅炉热效率降低，机组的安全经济运行达不到指标。

2.2 空预器机械卡涩、主电机电流高可能的原因分析

东锅在对空预器设计和安装时设定的密封间隙偏小，中心驱动相对围带驱动驱动力矩较小，在安装密封间隙实际较小会造成机械卡涩的现象；现场改造通过对转子的圆度、同心度进行重新核定，主轴的垂直度进行重新检查并按照规程进行安装。因一次风压较高，热态运行时主轴受到压差的影响有偏斜，致使密封片和扇形板非正常接触。且因机组调峰负荷波动较大，密封片跟扇形板发生不正常的摩擦；现场对密封间隙进行重新计算和设定，减小空预器顶底外环密封片跟转子 T 型钢之间产生的摩擦力，消除了空预器的机械卡涩现象。

2.3 空预器冷端蓄热元件堵塞及吹损

因燃用煤种与设计煤种存在差异；现煤质燃烧后，飞灰浓度过高，同时因脱硝系统氨逃逸，长期运行造成蓄热片堵灰，被迫增加空预器吹灰频率，甚至采取长时间连续吹灰后，蓄热元件及密封片破损严重；较高的差压使空预器的漏风率增大，热端吹灰器持续吹灰又造成了热端换热组件损坏严重，热端和冷端之间的夹心层存在脱落的损坏组件片，进一步造成了预热器差压持续升高，换热效率下降，严重影响着锅炉的安全、经济运行，并对下游设备造成一定影响。

3空预器蓄热元件防堵塞

3.1校核、优化冷端蓄热元件结构及波形

气态或颗粒状液体状硫酸氢氨会随着烟气流经空预器，不会对空预器产生影响。相反，液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于预热器低温段蓄热元件上形成融盐状的积灰，造成空预器的腐蚀、堵灰等，进而影响预热器的换热及机组的正常运行。硫酸氢氨（Ammonium Bisulfate)的形成是有固定的温度区域，在预热器蓄热元件中该温度区域对应相应的位置区域，此区域统称为ABS区域。对于310MW机组，ABS区域为距预热器蓄热元件底部381mm—813mm位置之间。考虑到ABS区域的特定位置及相应特性，在空气预热器的结构设计如：蓄热元件的高度选择、材质、板型上以及清灰设施配置上提供了相应的措施。由于ABS区域为距预热器蓄热元件底部381mm—813mm位置之间，故将空预器蓄热元件设置成上下两层。其中，热端为常规配置；考虑到冷端蓄热元件在烟气入口处易形成颗粒堆积，固冷端蓄热元件的高度大于900mm。

3.2改进空预器蒸汽吹灰方法

根据310MW 机组空预器吹灰蒸汽参数的数值，空预器整定吹灰蒸汽参数为：压力为 1.0-1.2 Mpa，过热度 130℃及以上。定期工作为 8 小时吹灰一次，每次吹灰时间为 30 分钟，手动进行。每次蒸汽吹灰完成后要及时关闭吹灰汽源，防止空预器吹灰器内漏，蒸汽漏入空预器内部，造成冷凝、黏灰、板结。

 4 结语

 近期根据3、4号机组计划性检修，对空预器进行密封装置及冷端蓄热元件改造，解决了冷端元件高度与波纹（金属壁温）匹配不当问题，空预器漏风率小于7%。锅炉燃用设计煤种，在 BMCR 工况下运行；对空预器按照运行及维护手册要求执行，并对空预器进行有效、正常的蒸汽吹灰；严防脱硝氨逃逸现象；基本解决了回转空预器冷端蓄热元件堵塞吹损及密封不严问题，既能延长空预器蓄热元件寿命，更能达到机组节能减排效果。

[参考文献]

[1]范从振. 锅炉原理. 北京. 中国电力出版社. 1986

[2]潘承基,丁皓轩,罗文旭等.火电机组空预器堵塞问题分析与防堵技术研究[J].节能,2022,41(08):66-68.

[3]杨凯,杨远航,王巍等.300 MW燃煤机组空预器防堵及阻力优化改造[J].应用能源技术,2022(01):30-35.

[4]郭建.空预器堵塞原因及处理技术研究[J].现代制造技术与装备,2021,57(07):127-128.DOI:10.16107/j.cnki.mmte.2021.0561.