阵列式声波吹灰器在空预器上的应用与探索

阵列式声波吹灰器在空预器上的应用与探索

1 侯存忠 2 张举 3 魏建林 4 王宝春

山西漳泽电力股份有限公司侯马热电分公司 2 张举 华电和祥工程咨询有限公司 山西省太原市 037000

摘要:介绍了侯马热电分公司2X300MW机组锅炉空预器在机组超低排放改造脱硝装置投用后，空预器传热原件堵塞加重，在运行中出现大量的积灰。为了保持传热原件清洁，增加蒸汽吹灰器吹灰频次，导致空预器蓄热片、元件盒损坏；为保证机组无汽源启动初期空预器连续吹灰，满足《防止电力生产事故的二十五项重点工作要求》之6.1.2.5条款，在空预器加装阵列式声波吹灰器，达到降低空预器差压、烟风系统阻力、引、送风机电耗的目的,到达减少蒸汽吹灰器对空预器蓄热片、元件盒的损坏的目的。根据实践应用表明，阵列式声波吹灰器对解决空预器积灰效果显著，达到提高空预器运行的安全性、经济性。

关键词：300MW机组、空预器、蒸汽吹灰器、阵列式声波吹灰器

引言

常规锅炉回转式空预器配套为蒸汽吹灰装置，在机组超低排放改造脱硝装置投用后，大量喷氨导致在空预器形成硫酸氢氨的凝结、粘黏，造成空预器大量积灰，烟气阻力大幅增加，而为了保持空预器传热原件清洁，日常运行中增加了蒸汽吹灰器的吹灰频次，从而导致空预器蓄热片、元件盒大量损坏；空预器的堵塞降低了换热效率，增加了检修、维护工作量；同时为保证机组无汽源启动初期空预器连续吹灰，因此采取合适的吹灰方法高效清除空预器的积灰是保证空预器高效、稳定、经济、安全运行的重大课题。

设备概况

山西漳泽电力股份有限公司侯马热电分公司（以下简称“侯马热电分公司”），2014年两台机组陆续投产发电。

电厂建设规模2×300MW燃煤发电机组，采用一次再热、双缸双排汽、直接空冷、抽汽凝汽式汽轮发电机组，配2×1065t/h国产亚临界，四角切圆燃烧，一次中间再热，固态排渣炉。2台机组在新建时在分别锅炉的尾部烟道布置了两台三分仓回转式空气预热器，采用选择性催化还原法（SCR）脱硝装置，100％烟气脱硝、脱硫装置。

锅炉配套的三分仓容克式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。加工成特殊波纹的金属蓄热元件被紧密地放置在转子扇形隔仓格内，转子以 0.9转/分的转速旋转，其左右两半部份分别为烟气和空气通道。空气侧又分为一次风通道及二次风通道，当烟气流经转子时，烟气将热量释放给蓄热元件，烟气温度降低；当蓄热元件旋转到空气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高。如此周而复始地循环，实现烟气与空气的热交换。每台空预器在冷、热端各安装有一台伸缩式蒸汽吹灰器。

空预器运行中存在的问题

哈尔滨锅炉厂空预器分厂生产的三分仓回转式空气预热器，型号为：29.5-VI(T)-2250-QMR。空预器冷、热端原配置蒸汽吹灰，生产厂家为上海克莱德贝尔格曼机械有限公司，吹灰介质为蒸汽。

机组运行期间，因煤质含灰量增大，烟气携灰量大，空预器热端元件磨损严重；燃用煤种含硫量高于设计值，冷端元件盒低温腐蚀严重；机组超低排放后，脱硝喷氨量偏大，亚硫酸铵盐在空预器冷端、中段元件下部沉积严重，严重堵塞流通通道。锅炉排烟温度由127℃升高至140℃以上，影响锅炉炉效0.34%；空预器差压2500KPa以上，引风机运行安全性受到制约，影响锅炉带负荷。

为了减少空预器冷、热端积灰，运行班组（五值四运转）执行每班吹灰一次，吹灰频次相对较高，造成空预器元件盒破损严重，严重影响了烟气换热的效果。

因环保原因，公司拟将机组启动锅炉停运，启动锅炉停运后，若双机停运期间，机组再次启动将无启动汽源，在机组启动初期，原空预器吹灰装置无法投用，不符合《防止电力生产事故的二十五项重点工作要求》之6.1.2.5条款。

阵列式声波吹灰器在空预器的应用

国内声波吹灰技术发展迅猛，短短几年，不同特点的声波吹灰器如雨后春笋般发展起来，是无损解决锅炉积灰的首选之一。而阵列式声波吹灰器在具有其他声波吹灰器的特点外，独创地将声波吹灰器从布置在炉墙上的方法变更为沿着空预器半径方向，布置在空预器蓄热片上方，弥补了其他声波吹灰器声场衰减快、存在吹灰死区的不足，实现了声场的高效全范围覆盖。

一、阵列式声波吹灰器吹灰原理

高声强声波吹灰器采用的介质可以为蒸汽、压缩空气、氮气或其他合适的气体，声波吹灰器工作时，发出高频高声强声波，引起空气分子震动，每秒数千次的高频震动，使积灰由静态变为动态，逐步松动、脱落、随着烟气流走。将声波吹灰器布置在回转式空预器内部，采用阵列方式布置，不同的声波吹灰器工作时进行阵列组合，声场叠加，达到最佳的清灰效果。

二、阵列式声波吹灰系统组成

阵列式声波吹灰器由气源系统、吹灰系统、控制系统三大部分组成。

1、气源系统

吹灰气源可取自电厂杂用压缩空气管道，节约仪用压缩空气。气源系统设计2立方储气罐1台，在储气罐入口、出口分别安装手动阀1台。吹灰压力0.3～0.7MPa。

2、吹灰系统

在每台空预器安装2组阵列式声波吹灰器组，每组声波吹灰器组由2套高声强声波吹灰器及其他相关设备组成。每台空预器共安装4套高声强声波吹灰器组，沿着空预器半径方向按照阵列方式布置，随着空预器的旋转，声波声场可覆盖整个空预器空间。

3、控制系统

控制系统采用西门子PLC编程，可实现单阀吹灰、程控吹灰、自动吹灰，满足各种吹灰需求。

三、经济效益

空预器内置阵列式高声强声波吹灰器投运后，可产生以下经济效益：

1、减少蒸汽吹灰器的吹灰次数，节约吹灰蒸汽；减少空预器蓄热片、元件盒的损坏；减少检修、维护工作量。

2、可做到按需吹灰，减少空预器受热面的热阻，增加换热效率，降低了锅炉的排烟温度。

四、安全效益

加装内置阵列式高声强声波吹灰器后，可做到按需吹灰，避免了传统蒸汽吹灰器吹损空预器蓄热片、密封元件，避免了因密封件损坏导致漏风率增加；同时保证了机组无汽源启动初期空预器连续吹灰，达到安全、稳定、经济、高效运行。

总结，在空预器烟气侧，加装全覆盖的内置阵列式声波吹灰装置，既实现了机组无汽源启动初期的空预器连续吹灰要求，也满足了机组正常运行期的空预器定时吹灰要求。投用声波吹灰系统，减少了常规蒸汽吹灰装置投用频次，节约吹灰蒸汽量；定期吹灰，降低空预器差压，烟风系统阻力降低，引送风机电耗降低。