高压冲洗对空预器的影响


空预器堵塞的原因

大抵来讲,空预器的堵灰主要分为两类。

一类是由于硫酸的凝结在空预器低温段下部形成的堵灰,吹灰器对控制此类堵灰效果较好。一般来说,空预器实际运行偏离设计条件不大的情况下,通过蒸汽吹灰可以基本维持空预器的设计压差;

另外一类是本文重点关注的硫酸氢铵堵灰,此类堵灰是硫酸氢铵的过量凝结并粘附飞灰造成的。硫酸氢铵的凝结温度约为150~210℃,此温度段位于低温段的上部或者中温段内,距离吹灰器较远,蒸汽吹灰并不能起到非常好的效果。国内很多电厂针对硫酸氢铵堵灰配置了在线高压水冲洗系统,压力一般在30Mpa左右,这从一定程度上降低了空预器压差,但同时也带来了诸多未知风险

容克脱硝空预器及高压水冲洗:

容克作为全球最大历史最悠久的空预器厂商,一直关注并参与电厂新技术和新设备的应用。SCR系统作为环保的重要措施,早在上世纪就已在发达国家推广并应用。日本作为先行者,上世纪八十年代就已经开始使用SCR技术。但随之而来的是空预器的堵塞,其状况与国内目前堵塞状况类似。容克日本做了大量的调研和试验,并最终解决了空预器的堵塞。其措施之一就包括本文所谈到的在线高压水冲洗。容克日本在应用在线高压水冲洗的早期也遇到了诸多问题,后来这些问题都一一解决,并形成了成熟的解决方案。容克美国和德国在上世纪九十年代也做了努力,并都最终解决了空预器的堵塞问题。举例来说,元件双层布置的方案就是容克提出的解决硫酸氢铵堵灰的措施之一。

在线高压水冲洗的设计要点:

有两点是在设计过程中需要重点考虑的:

1)高压水的除灰效果

2)高压水对相关设备的影响。

毋庸置疑,高压水相比于蒸汽能量密度要大很多,并且射程较远,衰减较小,对清除顽固堵灰有非常好的效果。容克一般推荐10~30Mpa的压力来进行离线冲洗,压力太小效果不好,太大无必要还会造成换热元件的潜在损坏。在线高压水冲洗采用和离线高压水冲洗相同的压力即可。高压水在线冲洗时被影响到的设备为空预器本身和下游设备。空预器运行时热端温度高于300℃,液态水会对高温部套产生强烈的热冲击,可能造成转子变形,焊缝开裂等问题,从而影响空预器的寿命和安全运行。高压水对下游设备的影响也不可忽视,空预器排烟携带的水滴会影响除尘器,同时烟道也要做好排水措施。

日本进行了大量调研之后,开发出一套严密的评估程序,并提出了相应的设计要求,从而保证高压水冲洗不会对转子和下游设备造成影响。其设计主要包括转子的改造(释放热冲击的应力),转子的额外保护,篮筐的改造及下游设备的评估等。容克认为在提供了种种措施之后,空预器可以进行高压水冲洗。而目前国内的现状不容乐观,多数电厂是在现有设计的基础上直接配备在线高压水系统,并没有其他的保护措施。

在线高压水冲洗的现状:

容克日本经过多年的实践,有一套成熟的解决方案,并且有多个电厂多年的运行业绩。而国内来看,大多电厂为了解燃眉之急,不得已直接配备在线高压水冲洗系统,其前期并没有经过深入的评估。虽然部分电厂暂时解决了堵灰问题,但长远来看,对空预器的影响也需要考虑。

容克中国结合全球和国内现状,总结出目前在线高压水遇到的主要问题如下:

1)转子径向板和轴向板变形;

2)转子焊缝开裂;

3)冲洗达不到预期效果;

4)液态水造成高温段二次堵灰;

5)烟道疏水不畅;

6)电除尘带水等。


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