300MW电站空预器漏风分析与治理

2022-10-16

1 设备现状

安阳#1 0机组为3 0 0 M W机组, 锅炉型号:DG1025/18.2-II4, 为亚临界自然循环汽包锅炉, 单炉膛四角切圆燃烧、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架、全悬吊结构、“?”型布置汽包锅炉, 采用中储式制粉系统。在锅炉尾部竖井烟道下设置有两台三分仓容克式空气预热器, 主轴垂直布置, 采用全模数仓格结构, 空气和烟气以逆流方式换热, 空气自下而上, 烟气自上而下。转子直径为10320mm, 正常转数为1.14r/min, 预热器采用反转方式, 即一次风温低, 二次风温高, 受热面自上而下分为三层, 其高度分别为800mm、800mm、300mm。热端和中间段蓄热元件由定位板和波形板交替叠加而成, 钢板厚度0.6 m m, 高度为8 0 0 m m, 材料为Q 2 1 5-A.F。冷端蓄热元件由1.2 m m厚垂直大波纹的低合金耐腐蚀钢板和定位板构成, 高度为300mm, 于1998年投产。自投运以来, 锅炉空预器漏风率均高于设计值, 随着机组运行时间的增长, 空预器漏风日趋严重, 对锅炉的安全经济运行构成严重威胁。

(1) 由于投运时间长, 空预器腐蚀、磨损、堵塞厉害, 漏风严重, 改造前漏风率16%左右, 290MW负荷时, 排烟温度通常在150℃以上, 甚至高达182℃, 与原设计值排烟温度133℃偏离严重, 排烟损失增大, 锅炉热效率降低。

(2) 由于空预器堵塞、漏风, #1 0炉引风出力不足, 炉膛热风送不进去, 锅炉缺氧燃烧, 负荷不能带满, 290MW时氧量为0.8%, 水冷壁低氧腐蚀, 直接影响锅炉的安全运行。

(3) 由于空气预热器漏风大而导致锅炉送风机、一次风机、排粉机和引风机的负荷加大, 厂用电升高。

(4) 空预器出口热风温度在320℃左右, 与原设计值空预器出口一次风温3 6 0℃, 二次风温3 4 9℃相差较大。

(5) 漏风导致排烟温度升高, 对尾部烟道、空预器、电除尘、引风机等设备的热应力影响较大, 降低了设备的寿命。

2 漏风的原因分析

2.1 携带漏风

由于转子转动, 必然会将格仓中的空气带入烟气中而形成携带漏风, 是不可避免和减少的。

2.2 径向漏风、轴向漏风和环向漏风

由于转子转动, 动静之间必然存在间隙, 烟气侧为负压, 空气侧为正压, 因此由压差的存在而使空气漏向烟气负压侧而形成直接漏风, 空气预热器的漏风主要是指径向漏风、轴向漏风和环向漏风。在回转式空气预热器中, 由于烟气自上而下逐渐降温, 空气自下而上逐渐升温, 因而上端的烟气和空气温度都较高, 下端的烟气和空气温度都较低, 就形成了运行中转子的蘑菇状态变形而增大漏风间隙, 带灰空气漏向烟气侧时又造成密封挡板磨损, 进一步增大漏风间隙, 而漏风量的大小与漏风区域面积成正比, 因此空预器漏风剧增。

3 防漏风采取的技术措施

漏风量遵循如下等式:

G=K F【ρΔP】1/2

G为漏风量;K为系数 (常数) ;F为漏风间隙面积;ρ为气体密度;ΔP为空气侧压力与烟气侧压力差。

(1) 系数K= (2/ξ) 1/2, 要减少系数K, 就必须增加阻力系数ξ, 在工程实际中, 可以在两条径向密封片之间加装隔板, 并在隔板上安装密封片, 这样相当于在烟气与空气之间设置了挡板, 从而增加了阻力系数。

(2) 空气预热器漏风量与间隙面积成正比, 控制间隙面积可以有效地控制漏风。漏风间隙包括热端径向密封间隙、冷端轴向密封间隙、轴向密封间隙和静密封间隙。采用更换部分磨损密封片, 适当调整间隙, 保持合理间隙面积, 减少漏风。

(3) 降低泄露压差, 对空预器蓄热元件积灰结垢进行清洗。

注:A侧吸风机在高速状态下运行, B侧吸风机在低速状态下运行。

工艺过程如下:首先用大流量高压水将浮灰冲洗干净;从空气预热器的上端将配制好的清洗剂撒在蓄热元件中;清洗剂沿着蓄热元件缝隙与灰垢充分反应若干小时;用专用高压水枪对空气预热器蓄热元件反复冲洗直置清洗干净;蓄热元件清洗干净后进行预膜处理以防止蓄热元件氧化腐蚀。

4 漏风治理经济性分析

空预器密封部分更换、清洗前后机组2 7 0 W M工况下主要性能参数比较见表1。

对预热器密封的更换、调整, 换热面的清洗, 预热器压差减小、预热器漏风明显降低, 通过在运行中取得的数据得出如下结论。

预热器碱洗后排烟温度比之前平均下降20℃, 预热器压差平均降低5 0 0多K P a, (#1 0炉在满负荷时吸风机不需切高速运行可保证炉膛负压, 氧量可保持在2%) ;空气预热器入口烟温与二次风温段差在高负荷下降低2 3.5℃, 直接降低吸风机、送风机、排粉机的电耗, 提高二次热风温度;

漏风率降低, 可保护锅炉燃烧氧量充足, 减少锅炉不完全燃烧热损失和排烟热损失。从国内对空预器的漏风系数与锅炉效率的影响关系看, 锅炉空预器热端漏风系数每变化0.01个百分点, 锅炉效率变化为0.024个百分点;空预器冷端漏风系数每变化0.01个百分点, 锅炉效率变化量为0.0065个百分点。因此锅炉空预器的漏风直接影响到锅炉的效率变化。排烟温度降低了1 9℃, 锅炉效率大致提高1%, 每年可节约100多万元。同时, 热风温度得到了提高, 从而降低了制粉电耗, 也有利于煤粉的着火和燃烧的稳定。

漏风率降低, 避免了因大负荷时为维持负压而进行的引风机高低速切换, 减少了劳动强度和引风机高低速切换切换不成功带来的降负荷甚至锅炉灭火现象的发生, 消除了引风机出力不足而影响整台机组的出力。

漏风率降低, 减少了空预器出口烟气流量, 降低了烟气流速, 减少了风烟系统的磨损, 也使静电除尘器的效率增加, 其维修、维护量大大减少。

摘要：本文对安阳电厂#10炉空气预热器漏风率大进行了分析, 通过密封片更换、传热元件清洗后, 使空气预热器的漏风明显下降, 实现了锅炉效率的提高和降低了厂用电, 提高了锅炉运行的安全经济性。

关键词：空预器漏风,对症治理,节能,经济效益