关于空预器防堵灰技术改造的探究

杨上

摘要：随着环保要求的日益严格，电厂锅炉通常进行脱硝系统改造来控制NOx排放，导致空气预热器普遍存在堵灰现象，严重影响机组运行经济性和安全性。为了解决该实际问题，本文就针对空预器防堵灰技术改造进行了探讨。

关键词：空预器;防堵灰;技术改造

空气预热器堵灰问题成为燃煤电厂的共性问题。空气预热器堵灰导致三大风机电耗显著上升，其换热效率也显著下降，排烟温度随之上升，锅炉效率下降;当出现严重堵灰问题时，还可能造成三大风机失速或喘振、炉膛负压波动、机组限负荷甚至被迫停机等恶劣影响。因此，提升当前空气预热器防堵灰的能力，对燃煤机组的安全、经济与环保运行都相当重要。

1空预防堵灰改造方案

在二次风侧冷端单独建立防堵灰分仓，引入热一次风，建立局部高温、高流速区域，通过高温热解、飞灰磨蚀、加速剥离等作用，实时清除蓄热元件表面的酸液（H2SO4液滴和液态NH4HSO4）和积灰，保证蓄热元件的持续清洁;改造后暖风器系统可以停用，从而降低排烟温度;延长蓄热元件寿命，减少维护工作量;允许更高的氨逃逸率，延长脱硝催化剂的更换周期;提供进一步降低排烟温度的空间，通过增加蓄热元件面积或采用更高效的板型，降低排烟损失，显著提高锅炉效率。

本工程改造方案设计见图1。图1显示，改造时把热一次风直接引至二次风冷端，在二次风分仓冷端增加小分仓（即防堵灰分仓），且与一次风分仓相邻。热一次风从二次风冷端由下而上独立流经蓄热元件，通过高温气化酸液和增强气体携带作用，清除蓄热元件积灰。

由于该防堵灰技术方案要采用部分热一次风，故改造时应充分考虑一次风机的风量裕量。为提高防堵灰改造后一次风机的风量裕量，减小热端三角漏风区域面积，本次改造把热端径向传统刚性密封片改造为间隙自补偿密封片，具体结构特征及安装方式如图2所示。间隙自补偿密封片安装在转子热端径向隔板上，沿径向不分段，呈一整体长条结构，其靠近转子中心筒的一端通过螺栓连接固定并焊接加固，其余螺栓组件均装夹蝶形垫片以保证处于非拧紧状态，即密封片呈悬臂结构;此外，间隙自补偿密封片采用不同膨胀系数的双金属片复合设计，热态时密封片产生内应力，悬臂刚性显著增强，从而保证密封片不跟随转子隔板向下变形。为进一步降低空气预热器漏风率，本次改造还需要把轴向及冷端径向密封片改造为蛇形弹性密封片（软密封的一种具体结构形式）。蛇形弹性密封片整体采用双层不锈钢片制作，其是在综合考虑了传统刚性密封片接缝漏风、不易固定牢靠、易腐蚀、结构强度低等缺陷基础上进行优化设计的，比传统刚性密封片的可靠性更高，且允许安装预留更小的冷态间隙，通过适当的磨合减小空气预热器漏风间隙。

2空预器防堵灰系统投运

2.1防堵灰系统投运前的检查和准备

检查防堵灰系统检修工作结束，现场清洁，无杂物，临时安全措施均已拆除，工作票终结;检查防堵灰系统管道保温完好，无损坏、无开裂现象;炉前防堵灰系统各调节门、截止门及仪表相关电源投入;各关断阀、调节阀经校验合格，开关灵活，无卡涩、无泄漏现象;防堵灰系统所有阀门（即热一次风隔绝门、冷二次风隔绝门、防堵灰调节门）均处于关闭状态;各压力表、温度表、流量计经校验合格后投入;检查一次风机、引风机、送风机、空预运行正常;机组负荷大于50%。

2.2空预器防堵灰系统的投运

机组启动后，负荷达到50%以上，协调投入，DCS画面及就地检查防堵灰系统所有挡板门（即热一次风隔绝门、冷二次风隔绝门、防堵灰调节门）均处于关闭状态;开启热一次风隔绝门，就地检查在全开位;缓慢开启防堵灰调节门，直至防堵灰风流量达到设定流量33t/h;检查一次风机入口导叶开度不大于95%，出力仍有裕度;如果排烟氧量过大可适当减小送风机出力;防堵灰调节门投入自动，DCS根据所测流量自动控制调节门开度维持设定流量，该设定数据可调，上下可偏置。

2.3防堵灰系统运行中的检查

画面检查热一次风隔绝门、冷二次风隔绝门、防堵灰调节门状态正确;严禁热一次风隔绝门与冷二次风隔绝门同时打开，防止热一次风直接窜入冷二次风道内;防堵灰系统投运过程中，一次风首先要保证制粉系统的正常运行，维持负荷相对应的一次风压，如果发现一次风机入口导叶开度达到85%，检查防堵灰调节门自动关小，否则手动关小。

2.4防堵灰系統的停运

1）达到以下条件停运防堵灰系统。机组准备停运;一次风压无法满足带负荷需要，一次风机入口导叶开度达到85%;空预烟气侧差压达到设计值或稳定在一个较好范围之内时;机组发生MFT;风烟系统单侧运行时;一次风机单侧运行时。

2）机组正常运行中停运防堵灰系统时，需要将冷二次风隔绝门打开，将冷二次风通入防堵灰分仓。操作步骤如下：逐渐关闭防堵灰调节门，观察一次风压稳定，没有快速升高;检查烟气氧量是否降低，如偏小则增大送风机出力;关闭热一次风隔绝门，就地检查关闭到位;打开冷二次风隔绝门，就地检查开到位;缓慢全开防堵灰调节门。

3）机组停运及辅机运行方式异常时，需要先将防堵灰系统所有挡板门（即热一次风隔绝门、冷二次风隔绝门、防堵灰调节门）关闭。为防止防堵灰分仓内积灰并有效利用蓄热元件的换热能力，需要再根据故障情况调整挡板门状态。

3空预器防堵灰改造后效果

根据改造前运行数据统计，在机组300MW负荷时，2台空预器烟气差压约2.8kPa，进行空预器防堵灰改造后现场实际同样负荷下空预器烟气差压基本维持在1.5kPa左右，空预器差压明显降低，有效降低空预器烟气阻力，同时减少引风机电耗，降低排烟温度，提高了锅炉效率，取得了良好的经济效益。

参考文献：

[1]罗金龙.300MWCFB锅炉空预器密封改造及节能分析[J].东北电力技术.2015（02）.

[2]吕太，翟博.回转式空气预热器径向密封数值分析及监测[J].热力发电.2014（11）.

（作者单位：国家能源集团国电承德热电有限公司）