空氣預(yù)熱器堵塞原因分析及處理

空氣預(yù)熱器堵塞原因分析及處理

1空氣預(yù)熱器lap廣東廣華發(fā)電有限公司第五號(hào)采用lap1320和2500mm脫硝空預(yù)器。該型號(hào)表示消耗式空氣預(yù)熱器，旋轉(zhuǎn)直徑120320mm，蓄熱元件高度500mm，1000mm。冷段1000mm蓄熱元件為陶瓷，其他熱段蓄熱元件為碳。每個(gè)預(yù)熱器的金屬重量約為466噸，其中旋轉(zhuǎn)重量約為136噸（約72%）。LAP10320/2500這種三分倉(cāng)容克式空氣預(yù)熱器是一種以逆流方式運(yùn)行的再生式熱交換器。加工成特殊波紋的金屬蓄熱元件被緊密地放置在轉(zhuǎn)子扇形隔倉(cāng)格內(nèi),轉(zhuǎn)子以1.14r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),其左右兩半部分分別為煙氣和空氣通道。空氣側(cè)又分為一次風(fēng)通道及二次風(fēng)通道。當(dāng)煙氣流經(jīng)轉(zhuǎn)子時(shí),煙氣將熱量釋放給蓄熱元件,煙氣溫度降低;當(dāng)蓄熱元件旋轉(zhuǎn)到空氣側(cè)時(shí),又將熱量釋放給空氣,空氣溫度升高。如此周而復(fù)始地循環(huán),實(shí)現(xiàn)煙氣與空氣的熱交換。2空氣預(yù)制熱水裝置的堵塞和原因分析2.1器壓差1.214002012年5號(hào)機(jī)組大修預(yù)熱器改造竣工后,至2013年3月初,預(yù)熱器壓差在(1000～1600)Pa緩慢上升。2013年3月初開始,預(yù)熱器壓差開始加速上升,至4月3日停爐臨修前,壓差達(dá)到2kPa左右,被迫停爐對(duì)預(yù)熱器堵塞情況進(jìn)行檢查(圖1)及進(jìn)行高壓水沖洗。2.2scr脫硝系統(tǒng)2012年5號(hào)機(jī)組大修期間對(duì)5號(hào)機(jī)組加裝SCR脫硝系統(tǒng),通過(guò)比對(duì)SCR噴氨管裝有的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)點(diǎn),推測(cè)為噴氨管溫度降低,產(chǎn)生難溶于水的垢塊,從而引起空氣預(yù)熱器堵塞。2.2.1噴氨管道明顯低溫為了掌握噴氨管堵塞的具體情況,以便在停爐后進(jìn)行針對(duì)性的清理,4月2日在5號(hào)爐停爐前對(duì)SCR噴氨管道用點(diǎn)溫槍測(cè)溫,發(fā)現(xiàn)有18根噴氨管道明顯低溫,在50℃左右。2.2.2噴馬管道系統(tǒng)的堵塞檢測(cè)噴氨支管孔板處、上下彎頭部位普遍存在堵塞現(xiàn)象,少數(shù)的直管段也存在堵塞。噴氨母管集箱末端端部結(jié)垢積灰也不少(圖2、圖3)。2.2.3加熱試驗(yàn)法測(cè)垢塊的分解溫度在尿素?zé)峤膺^(guò)程中容易生成難溶于水的縮二脲(C2H5N3O2)及其他縮合物。縮二脲性質(zhì):白色長(zhǎng)片形結(jié)晶,無(wú)氣味,有吸濕性,水中結(jié)晶者含4分子結(jié)晶水,在約110℃時(shí)失水,193℃時(shí)分解,溫度再高時(shí)成三聚氰胺,易溶于熱乙醇,微溶于乙醚。而現(xiàn)場(chǎng)取得的垢樣確實(shí)難溶于水。為了證實(shí)垢樣的分解溫度,對(duì)垢塊進(jìn)行加熱試驗(yàn),結(jié)果見表1。從表1中可以看到(注意粗線框內(nèi)的數(shù)值)以下現(xiàn)象:(1)加熱溫度在170℃以下,垢塊質(zhì)量幾乎不變,說(shuō)明垢塊中的物質(zhì)不分解氣化;(2)200℃以上,垢塊質(zhì)量開始變小,而且溫度越高,損失越多,至350℃時(shí)全部分解氣化,只剩下不能分解的煤灰。由此可見,從難溶于水和分解溫度上可以基本證實(shí)垢塊的成分為縮二脲。理論上,只要溫度達(dá)到193℃以上,縮二脲就可以分解而不結(jié)晶,但到了320℃以上才能更快分解氣化(見表1中的垢塊7、8)。因此,為了可靠地防止熱解爐后的噴氨管道不堵塞,必須將熱解爐后所有管道內(nèi)的氣體混合物溫度提高到320℃以上。3隔離處理方法3.1現(xiàn)場(chǎng)噴氨管線進(jìn)行熱解和保溫(1)對(duì)尿素?zé)峤庀到y(tǒng)全部48根噴氨管道進(jìn)行拆解檢修,清理管道內(nèi)的積垢及積灰;(2)對(duì)噴氨母管進(jìn)行拆解檢修,清理母管內(nèi)積灰;(3)尿素溶液由噴射器噴入絕熱分解室,用電加熱裝置加熱一次風(fēng)作為分解室的熱源,熱解室內(nèi)溫度控制在(350～650)℃;如熱解室及其管道積灰,將會(huì)降低熱解溫度,影響尿素?zé)峤庑Ч?造成堵塞;打開熱解室檢查空門,并未發(fā)現(xiàn)積灰;(4)對(duì)熱解管道進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)有4處彎頭及4個(gè)伸縮節(jié)積灰嚴(yán)重,因積灰均為硬塊,無(wú)法清理,作出更換;(5)對(duì)噴氨管道進(jìn)行檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)設(shè)備安裝時(shí),因生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件所限,為避開其他生產(chǎn)設(shè)備,噴氨管線并沒(méi)有按設(shè)計(jì)圖紙布置;現(xiàn)場(chǎng)噴氨管線增設(shè)了多處彎頭,各支管管線均比原設(shè)計(jì)管線長(zhǎng);為降低介質(zhì)在管線流動(dòng)時(shí)的換熱損失,對(duì)全部48根噴氨管道重新敷設(shè)保溫材料,各支管敷設(shè)3層保溫后,再為緊鄰兩支管增加2層保溫;(6)檢修完成后,啟動(dòng)升壓風(fēng)機(jī)對(duì)噴氨管道進(jìn)行通風(fēng),檢查全部48根支管及所有氨噴嘴均暢通。3.2空氣預(yù)熱器沖洗水溶膠注意事項(xiàng)(1)停爐后,待預(yù)熱器前的煙道氣流溫度降低到200℃以下(溫度過(guò)高時(shí)進(jìn)行沖洗會(huì)造成空氣預(yù)熱器鋼材形變),同時(shí)關(guān)閉煙氣入口及空氣出口擋板。將預(yù)熱器底部灰斗里的積灰撤空,打開排水孔門。(2)空氣預(yù)熱器正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速為1.14r/min。清洗時(shí)啟動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)電機(jī),使預(yù)熱器作低速旋轉(zhuǎn)(0.38r/min),將熱端扇形板置于“緊急提升”位置(上限位置)。(3)每臺(tái)預(yù)熱器在煙氣側(cè)冷、熱端各裝有一臺(tái)伸縮式蒸汽吹灰器。吹灰器采用電機(jī)驅(qū)動(dòng),齒輪-齒條行走機(jī)構(gòu)。拆除吹灰器槍體尾部調(diào)節(jié)閥,接入消防水,手動(dòng)調(diào)節(jié)吹灰器進(jìn)槍。啟動(dòng)消防水泵,保持消防水壓力在(0.6～0.8)MPa?？諝忸A(yù)熱器受熱面上沉積物,呈現(xiàn)堅(jiān)硬結(jié)塊狀態(tài),相對(duì)于用消防水槍直接沖洗,使用吹灰槍進(jìn)行沖洗更有利于沉積物軟化。接入方法如圖4。(4)待將表面積灰沖洗干凈后,停轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器。接入高壓沖洗水槍,沖洗壓力為40MPa,沖洗水應(yīng)采用(60～70)℃的溫水,對(duì)冷端波紋板進(jìn)行逐格沖洗。如圖5。(5)完成全部冷端波紋板沖洗后,拆除全部熱端徑向密封片,然后在空氣預(yù)熱器上部進(jìn)行逐倉(cāng)清洗。(6)完成全部熱端層波紋板高壓水沖洗后,吊出熱端層波紋板,再對(duì)中間層波紋板進(jìn)行沖洗。(7)完成中間層波紋板沖洗后,裝復(fù)熱端層波紋板。(8)完成高壓水沖洗后,接駁消防水,對(duì)全部波紋板進(jìn)行沖洗,沖洗時(shí)先對(duì)空氣預(yù)熱器底部進(jìn)行清洗,再對(duì)上部進(jìn)行清洗。(9)裝復(fù)空氣預(yù)熱器熱端徑向密封片。3.3清洗合格的確定清洗時(shí)需要不斷地檢查排水的pH,當(dāng)排水中不含有什么灰粒,并且pH到6～8之間時(shí),可以認(rèn)為清洗合格。清洗時(shí)間及用水量不能事先確定,需要根據(jù)受熱面堵塞情況而定。作為估算,大約每恢復(fù)1mm水柱壓降,需要(1～1.5)t清洗水。4空氣預(yù)熱器回收壓空氣預(yù)熱器波紋板里結(jié)晶大部分為硫酸鹽,溶解度很高,沖洗效果很好。4月9日開爐后,壓差降到(1000～1100)Pa左右。對(duì)機(jī)組負(fù)荷在240MW、300MW、330MW情況下的壓差數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤,數(shù)據(jù)如表2。從表2中數(shù)據(jù)可得5號(hào)機(jī)組A側(cè)空氣預(yù)熱器在負(fù)荷為243MW、308MW、324MW時(shí)壓差分別為1077Pa、1319Pa、1445Pa。5號(hào)機(jī)組B側(cè)空氣預(yù)熱器在負(fù)荷為243MW、308MW、324MW時(shí)壓差分別為1112Pa、1359Pa、1472Pa。根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的空氣預(yù)熱器安裝說(shuō)明書,壓差在1800Pa以下時(shí)可判斷設(shè)備正常運(yùn)行。因此可判斷本次空氣預(yù)熱器清洗后效果良好。另外,翻查記錄,5號(hào)爐熱解爐出口溫度在(340～360)℃左右。在檢查時(shí),沒(méi)發(fā)現(xiàn)熱解爐出口母管有結(jié)垢,說(shuō)明在此溫度下縮二脲無(wú)法結(jié)晶。但在5號(hào)爐A、B噴氨聯(lián)箱末端和之后的噴氨支管內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量的結(jié)垢(見上文的圖片),說(shuō)明此處(或此處局部)的溫度達(dá)不到350℃以上(實(shí)測(cè)也達(dá)不到)。所以縮二脲就容易結(jié)晶,粘在管內(nèi)壁。在煙道內(nèi)的噴氨管道基本不堵塞,因?yàn)闊煔鉁囟仍?50℃以上,也從旁證實(shí)了縮二脲在350℃以上難于結(jié)晶。而高壓水沖洗對(duì)處理容克式空氣預(yù)熱器堵塞具有良好的效果。5空氣預(yù)熱器堵塞隨著國(guó)家對(duì)發(fā)電機(jī)組環(huán)保性能的要求日漸提高,除脫硫設(shè)備外,更多的機(jī)組加裝SCR、SNCR脫硝系統(tǒng)。而脫硝系統(tǒng)的投入,使得空氣預(yù)熱器內(nèi)介質(zhì)的成分有所改變,增大了空氣預(yù)熱器堵塞的風(fēng)險(xiǎn)?？諝忸A(yù)熱器堵塞,增大了爐膛二次風(fēng)的含灰量。隨之而來(lái)的降低SCR系統(tǒng)的加熱效果,當(dāng)熱解系統(tǒng)溫度降低至350℃以