锅炉出力降低原因分析及措施

陈培旺，王东明

（本钢板材有限公司发电厂，辽宁本溪 117000）

1 背景

本钢24号锅炉为武汉锅炉厂生产的WGZ-220/9.8 型锅炉煤粉，于1991 年投产。随着国家最新环保标准的实施，2015年发电厂对24号锅炉进行了脱硫、脱硝、除尘改造，改造初期锅炉负荷能够维持在200 t/h 以上，随着运行时间的增长，锅炉带负荷能力逐渐下降。目前，受到引风机出力等因素的影响，锅炉出力只能达到140 t/h 左右，且排烟温度达到了160 ℃以上，严重影响了本钢发电厂的安全经济运行。

2 设备概况

本钢发电厂220 t/h 蒸汽锅炉为单锅筒自然循环，集中下降管“П”型布置的全燃高炉煤气锅炉，按室内布置，锅炉前部为炉膛，四周布满膜式水冷壁，炉膛出口处布置屏式过热器，水平烟道装设了两级对流过热器。炉顶、水平烟道两侧及转向室设置顶棚管和包墙管，尾部竖井烟道中交错布置两级省煤器和两级空气预热器。脱硝采用SCR 工艺，使用20%氨水作为还原剂；空预器后布置电袋复合除尘器；脱硫采用石灰石石膏-湿法脱硫工艺，单炉单塔。脱硫脱硝改造工程中为了克服新增系统阻力，更换了较大出力的引风机，型号Y7-36 25F，电机功率900 kW，全压7.5 kPa，处理烟气量31 万m3/h。实际运行中引风机均存在达不到额定电流的情况（额定电流107 A，实际平均77 A），引风机存在出力不足的情况。

3 锅炉出力降低的原因分析

3.1 新增设备阻力增加

锅炉脱硫脱硝除尘改造后，新增设备在运行过程中出现阻力增加较多的情况，造成锅炉炉膛负压不足，吸风机不能满足工况需求。实际运行数据显示空预器、电袋除尘器、脱硫塔三处设备的烟气阻力增加太多，根据测量数据，锅炉总阻力达到8.36 kPa，已超出风机全压7.5 kPa。

3.2 空预器阻力增加

主要原因为脱硝工艺中使用的过量氨水与烟气中的二氧化硫发生化学反应生成的硫酸氢铵盐，在230 ℃以下时与烟气中的飞灰结合后粘附在中、低温空预器管壁上，致使空预器积灰堵塞，阻力增加700 Pa 以上。电袋符合除尘器主要是因为硫酸氢铵粘结在布袋上，致使糊袋，增加了布袋阻力，由设计的1.2 kPa增加到2.0 kPa。

3.3 脱硫塔的除雾器效果差

在停炉时发现除雾器顶部存在浆液凝集的情况，目测除雾器存在轻微变形的情况。主要是因为除雾器无专门喷淋用工艺水泵，导致喷淋压力不足，并且工业水中杂质多堵塞喷嘴，使浆液无法去除，在除雾器上存积大量浆液，导致大面积堵塞除雾器，增加了阻力。并且发现因为脱硫塔内浆液起泡，塔内液位超过入口烟道高度，使脱硫塔入口烟道浆液堆积凝结成丘，减少了烟道流通面积25%以上。

3.4 引风机出力不足

由于增加了脱硫、脱硝、布袋除尘器等设备,改变了原烟道的阻力特性，虽然改造时对引风机进行了增容匹配，但随着运行时间的推移，烟风系统阻力特性发生了变化。脱硫塔设计阻力为1.5 kPa，实测阻力已达到3 kPa 左右，由于受到硫酸氢铵的影响，增加了预热器堵塞的几率，使空预器阻力增加，再加上受热面积灰等因素的影响，烟道阻力相比改造后增加约2 kPa 以上。炉膛漏风、空预器漏风增加了锅炉的烟气量，使得引风机出力进一步恶化。排烟温度升高导致了烟气体积增加，锅炉排烟温度升高20 ℃以上，使得锅炉烟气量增加5%左右，造成了引风机“出工不出力”现象。

以上几个原因导致了风机工作点发生偏移，如图1 所示。脱硫脱硝改造后风机工作点A，对应的提升压头是H1，对应流量是Q1；由于管网阻力特性曲线发生变化（烟道阻力增加），导致了风机工作点偏移到了B 点，此时提升压头为H2，流量为Q2（H2＞H1；Q1＞Q2），使得压头增高，流量降低。

风机做功分为提升压头和输送气流，24 号炉引风机为克服阻力做功，只能降低流量，因此出现了引风机挡板全开但实际出力却很低的原因。由于排烟温度偏高导致了相同体积流量的情况下质量流量偏低，所以，引风机挡板全开，但是风机电流无法达到额定电流的原因。

图1 风机性能曲线

4 解决方案

4.1 针对空预器与电除尘器阻力大的问题

为了减轻空预器与电除尘器堵塞，提出了2 项措施：一是优化氨水控制装置，运行中控制氨逃逸指标在3 mg/L 以下，尽量减少氨逃逸。二是对下级空预器进行改造，计划将原DN40×1.5 的空预器管增加管径到DN50×1.5，增大流通管径，降低流通阻力，延长锅炉运行时间。

4.2 针对脱硫塔阻力大问题

采取三项措施，一是对除雾器的喷淋清洗系统进行优化，包括改进水质，增加自清洗过滤器，减少水中杂物堵塞喷嘴;增加冲洗水压头;优化冲洗周期等措施；二是更换变形损坏的除雾器；三是加强对脱硫塔的状态监测，防止脱硫塔内部浆液起泡，淤积到入口烟道。

4.3 针对锅炉本体

对锅炉本体及设备检修堵漏及清灰，减少受热面漏风和积灰。

4.4 针对引风机改造

在不改动引风机电机的情况下，改造引风机叶轮和机壳，主轴利旧，通过增加引风机叶片高度进行改造。风机型号选用Y6-42-11№25.5D，轴功率为793 kW,将烟气体积流量由原设计值31 万m3/h降低到28 万m3/h，风机全压由7.5 kPa 提高到8.5 kPa。

5 实施效果和结论

通过对脱硝系统氨水投入量优化控制，确保了氨逃逸指标在3 mg/L 以下，降低了空预器、布袋的阻力；通过对脱硫塔的除雾器的系统的更换优化，降低脱硫塔阻力到1.5 kPa；通过风机叶轮改造增加引风机出力。空预器改造因供货周期长没有实施，其他各项措施实施后，锅炉炉膛负压不足的问题得到了改善，锅炉负荷提高到200 t/h以上，满足生产需要。