除尘器后部的低温省煤器对引风机的不利影响

除尘器后部的低温省煤器对引风机的不利影响

王俊 刘丹

中国电建集团透平科技有限公司 四川 成都 610000

发《中国电业》2021年15期

摘要：本文简单介绍了“低温省煤器”的优点：提高机组效率，节能效果显著，符合国家“节能减排”的政策，具有很好的发展前景和应用推广价值。但布置于电袋除尘器与引风机之间的烟道上的这种较特殊的设计却在引风机中形成大量积盐，并导致动叶可调轴流引风机的动叶卡涩，造成较严重的后果，针对这一新的课题，提出了改进的方案。

关键词：低温省煤器；布置位置；卡涩；解决方案

中图分类号：TH432

文献标志码：A

0. 引言

燃煤机组的锅炉系统加装低温省煤器后，凝结水在低温省煤器内吸收排烟热量，降低了排烟温度，自身被加热、升高温度后再返回低压加热器系统，代替部分低压加热器的作用。在发电量不变的情况下，可节约机组的能耗，同时，由于进入脱硫塔的烟温下降，还可以节约脱硫工艺水的消耗量。因此，加装低温省煤器后，可提高机组效率，节能效果显著，符合国家“节能减排”的政策，具有很好的发展前景和应用推广价值^［1］。低温省煤器的布置位置，常规的有两处：空预器后除尘器前；引风机后脱硫塔前。

低温省煤器布置于空预器与除尘器之间时，虽烟温降低、烟气可能出现结露现象，但未经除尘器收尘的烟气中含有较多的碱性颗粒，可中和烟气中凝结的硫酸微滴，形成结晶盐，经后部的高效电袋除尘器除尘后，对下游的引风机影响较小。

低温省煤器布置于引风机与脱硫塔之间时，对引风机运行无影响。^［2］

0. 故障的产生

我厂于2013年初提供AHSZ电厂两台炉共4台动叶可调轴流引风机，分别于2013年5月及7月通过168试验，机组正常投运。投运初期风机运行平稳，振动值（0.9~1.1mm/s）、主轴承温度（50~56℃）、声音等均正常，无论机组满负荷、或是调峰运行，风机均运行良好。但2013年9月15日电厂反映，其中一台引风机动叶调节后，电流不跟踪（即电流无变化），机组无法调负荷。我们紧急赶往电厂，待引风机停机后进入引风机内部进行检查，发现引风机进、出口烟道，进气箱、机壳、扩压器的壳体内壁，动叶片根部与叶轮毂外球面之间的区域内，附着有大量晶体状物质。该晶体状物质较脆、硬，因为布满了整个叶轮毂的外球面、动叶片根部及动叶片的调节区域，所以造成了动叶片卡涩在一个固定角度上，无法转动。

0. 电厂概况

工程规模：2台350MW燃煤热电联产机组。

锅炉型式：超临界直流锅炉，采用等离子点火方式。

锅炉最大连续蒸发量： 1150t/h

锅炉运行方式：带基本负荷并参与调峰。

除尘器的型式：电、袋复合除尘器（每台锅炉配置2台电袋复合除尘器，该除尘器由两级电场、两级布袋组成）。

煤质资料：本工程的设计煤种为淮北烟煤、校核煤种为皖北烟煤。煤质分析资料见表1：

表1 煤质分析报告

本工程的引风机为引风机与增压风机合并的联合风机。具体选型参数见表2：

表2 风机选型参数

风机型式：动叶可调轴流风机。

风机型号：HU25038-22。

风机旋转方向：风机叶轮为逆时针旋转。

设备数量：每台锅炉配置2台引风机，并联运行。本工程共4台引风机。

布置方式：卧式、室外布置，水平对称布置。

风机进/出口方向：垂直/水平

安装地方：除尘器及低温省煤器后室外露天布置。

风机入口静压还包括脱硝装置、低温省煤器阻力，其中低温省煤器布置于电袋复合除尘器后，引风机上部的竖直烟道处。

因加装有低温省煤器，因此引风机入口的烟温相比国内其它同类型锅炉稍低（常规的排烟温度约为125~160℃左右）。

0. 故障的处理

经业主介绍，机组投运初期，燃用的煤种为设计煤种（淮北烟煤）及校核煤种（皖北烟煤），煤质较好。由计算可知^［3］，当燃用设计煤种时，烟气酸露点高值为102.1℃；当燃用校核煤种时（皖北烟煤），烟气酸露点高值为108.8℃。当烟温高于露点值时，不会出现结露现象。一个多月后，电厂开始掺燃一些其它劣质煤（热值低、含硫量高），且比例逐渐增大（业主以技术机密为由不愿意提供实际燃用煤种的分析报告，仅告知实际燃煤较差）。因劣质煤的含硫量更高，则实际酸露点温度也升高。同时，入口烟气含湿量较高，也使实际酸露点温度升高。

从实际运行情况看，引风机入口（即低温省煤器出口端）烟温为114~120℃左右，与设计值较吻合（B-MCR点），但低温省煤器的低温端（出口端）、中间烟道及引风机中均有大量结晶体，引风机出口至脱硫塔的烟道内结晶体逐渐减少。而低温省煤器的高温端（入口端）却没有任何结晶体。

由此可见，结晶体是在烟温下降后才出现的（分析：实际煤种的露点温度低于低温省煤器的入口烟温，高于低温省煤器的出口烟温）。该结晶体与通常的引风机中可能存在的积粘灰浆不同，积粘灰浆为稀硫酸与烟气中的粉尘相结合的产物（通常是因为电除尘效率太低，或是布袋除尘器的布袋破损，大量的粉尘与稀硫酸相结合的产物），较坚硬且粘接力大，不宜清理。而此处的结晶体较松软（相对于积粘灰浆而言）。经化验，该结晶体中的成分组成约为55%的NaCl（盐，成因不详）、30%Al₂O₃、及其它杂质。为验证化验结果，我们将一块该结晶体放入一杯温水中，轻轻搅拌，3~5分钟后该结晶体溶解消失，仅在杯底有一些粒径较小的深色粉状颗粒。

根据试验结果，我们对低温省煤器及引风机流道内部的结晶盐进行喷水处理（风机叶轮从下部向上喷水，以免水从叶柄缝隙处进入叶轮），结晶盐很快被清除。复查引风机尚未有其它损伤，更换伺服阀拉杆后，机组恢复运行，引风机运行正常。

0. 原因分析

经对比，该电厂的锅炉系统与其它电厂相比，有一些较特别的不同之处，包括：

0. 1. 低温省煤器：一般锅炉系统无该装置，即使有，通常也布置于空预器后除尘器前、或引风机后脱硫塔前。该电厂的低温省煤器布置于除尘器后引风机入口的竖直烟道上。

   2. 除尘器：一般电厂采用的除尘器为电除尘器（两室三~五电场）、或布袋除尘器（三级），也有部分电厂采用电袋复合除尘器（通常为原电除尘器或布袋除尘器改造，多为两级电场、一级布袋）。该电厂的电、袋复合除尘器由两级电场、两级布袋组成，除尘效果很好，烟气含尘量小于30mg/Nm³，这一点从结晶盐溶解后只有少量灰尘颗粒可证实。

当锅炉系统正常运行，且燃用设计或校核煤种时，烟气中的酸露点低于引风机入口烟温，只要严格控制排烟温度，则可以避免结露、积盐造成引风机腐蚀或卡涩。若实际燃用煤种的含硫量较高，导致烟气中的酸露点高于或等于引风机入口烟温时，则必须考虑酸露点对于引风机的不利影响。

如前所述，当低温省煤器布置于除尘器之前时，即使露点温度较高，运行中出现结露、积盐现象，但经过除尘器的收尘处理后，不会对引风机造成太大的不利影响。目前国内有许多电厂按此种布置方式装有低温省煤器，引风机均未出现上述的积盐现象。但如果低温省煤器布置于除尘器之后，因电袋复合除尘器的除尘效果较好，在烟气温度降低至酸露点后，虽然没有形成常见的积粘灰浆，却也会直接形成结晶盐（虽然煤粉中氧化钠Na₂O含量较低，但大部分粉尘均被除尘器收集，因此结晶盐中NaCl的含量仍占很大比例），影响引风机的安全稳定运行。

0. 解决方案

我们与电厂、设计院经过充分沟通，一致认为：既然实际燃用煤种无法控制，则酸露点升高、结露、积盐现象无法避免，那么，需在下次停机大修时（预计为2014年9月），将低温省煤器的位置整改挪至空预器后除尘器前的烟道上。同时，在整改前的这段运行时间内，需每月（最多不超过两个月），利用锅炉负荷降低的机会，停单侧引风机清理积盐（低温省煤器及引风机），避免引风机卡涩造成大的事故。同时，若发现调节电动执行器而风机电流无变化时，不可继续强行调节，需及时停单侧风机检查，避免事故扩大，造成更大的损失。

0. 结论

综上所述，锅炉系统加装低温省煤器后，降低了进入引风机的烟气温度，节约了机组的能耗，提高了机组效率，节能效果显著，具有很好的应用推广价值。但不合理的布置位置却会对引风机等设备造成不利影响，总结此次积盐导致引风机动叶卡涩的教训，以后我们的技术人员在投标、签订技术协议时，若了解到锅炉系统安装有低温省煤器，需确定其布置位置，如果布置在除尘器与引风机之间，则应提醒用户注意积盐导致引风机动叶卡涩的风险。

参 考 文 献

［1］山东山大能源环境公司2011低温省煤器专题报告

［2］刘鹤忠.低温省煤器在火力发电厂中的运用探讨.电力勘测设计. 2010年8月第4期

［3］李鹏飞，佟会玲.烟气酸露点计算方法和分析.锅炉技术.2009年11月第40卷第6期