一,空氣預熱器簡介
空氣預熱器是利用鍋爐等裝置的排煙熱量來預熱的換熱器。其作用是降低鍋爐等設備的排煙溫度,提高熱效率;,使燃料易于着火、燃燒穩定和提高燃燒效率。
二,空氣預熱器分類
空氣預熱器一般簡稱為空預器,多用于燃煤電站鍋爐。可分為管箱式、回轉式兩種,其中回轉式又分為風罩回轉式和受熱面回轉式兩種。電站鍋爐較常采用受熱面回轉式預熱器。在鍋爐中的應用一般為兩分倉、三分倉、四分倉式,其中四分倉較常用于循環流化床鍋爐中。
管箱預熱器工作原理:較為簡單,煙氣從管箱外部流經,空氣從管箱内部通過,通過溫差不同傳熱。與省煤器、過熱器等原理相同。
回轉式預熱器的工作原理是:預熱器轉子部件由數萬計的傳熱元件組成,當空預器緩慢旋轉,煙氣和空氣逆向交替流經空氣預熱器。蓄熱元件在煙氣側吸熱,在空氣側放熱,從而達到降低鍋爐排煙溫度,提高熱風溫度的預熱作用。
三,我廠空氣預熱器類型及優缺點
我公司一期空氣預熱器為管式預熱器,分為上、下兩級布置,下級預熱器又分為兩組。管式空預器在管箱内裝有中間管闆,煙氣在管内自上而下流動,空氣在管外橫向沖刷自下而上四流程,完成熱量傳導。
管式空預器的優點是密封性好、傳熱效率高。管式空預器的缺點是體積大、容易堵灰、不易于清理和煙氣進口處容易磨損。
我公司二期空氣預熱器為三分倉回轉式空預器,三分倉式空氣預熱器是把受熱面分成一次風流通區、二次風流通區、煙氣流通區三部分。煙氣通道一般占受熱面的50%,空氣通道占受熱面的30%-40%,分為一次風道和二次風道,其餘部分為密封區,用以防止漏風。它是與具有冷一次風機的正壓直吹式制系統配套使用的。一次風機送出的冷空氣直接進入空氣預熱器的一次風流通區,加熱後的熱空氣直接送入制粉系統。這種空氣預熱器的最突出特點是,可以根據燃燒系統的需要,分别供出風壓、風溫不同的一次風與二次風。
此種空預器的運行缺點是漏風量較大,所以對密封系統要求很高。空預器的漏風分為兩部分:直接漏風和攜帶漏風。空預器的漏風也是檢驗空預器質量的重要指标之一。
四,對空預器缺點的優化措施
(一)管式空預器堵塞制定相關優化措施
至一期脫硝系統超低排放改造投入運行後,空預器堵塞幾率增加,嚴重影響機組的安全運行和接待負荷能力。為保證機組安全、經濟、環保運行,我公司為防止管式空預器堵塞制定相關優化措施如下:
1、加強運行調整及監控,控制脫硝系統甲、乙側出口NOx濃度在35—45mg/Nm3之間,盡量保證脫硝系統噴氨調整門自動投入(出口NOx控制模式)。當自動因故障退出運行時,手動控制調整門開度,确保NOx濃度在正常範圍之内。
2、嚴格控制脫硝系統甲、乙側出口氨逃逸率<3ppm,設備部加強對氨逃逸率表的維護及校驗。
3、加強對脫硝系統甲乙側壓差及空預器進出口壓差的監視,,發現有不正常上升趨勢時,及時彙報部門。
4、嚴格控制脫硝反應器入口煙溫在320—420℃之間,當煙溫超出此範圍時,及時采取措施進行調整。同時嚴格執行脫硝系統投退制度,确保脫硝進出口煙溫在規定範圍内。
5、加強後豎井輸灰系統綜合治理。正常運行中加強後豎井灰鬥下料情況的檢查,一旦發現下灰管路溫度異常降低,立即聯系檢修進行處理。同時利用停爐機會,檢查省煤器灰鬥真實料位,徹底疏通輸灰管線。
6、冬季環境溫度低時,充分利用熱風再循環、鍋爐配風等手段,以送風機入口煙溫 排煙溫度不小于150℃為基準進行控制,防止空預器低溫腐蝕加劇。
7、确保脫硝系統聲波吹灰系統的正常運行,嚴禁擅自解列聲波吹灰器自動運行。保證其氣源壓力在0.5MPa以上,每班對其運行情況檢查一次,确保其運行正常。
8、嚴格控制入爐煤硫份,加強鍋爐燃燒調整,控制脫硝系統入口NOx的含量,減小噴氨量,降低氨逃逸率。同時減少機組啟停過程中油槍投入時間和數量,保持脫硝入口NOx含量穩定,防止噴氨量大幅度波動。
9、加強空預器及脫硝系統的檢修管理,利用停爐機會加強對系統的檢查。若有堵塞現象及時進行沖洗,保證受熱面的清潔。沖洗結束後一定要進行充分幹燥,防止啟動時大量灰粒粘貼到換熱管壁。
10、機組啟停階段相關調整措施:
10.1鍋爐點火投入煤粉後,逐步開啟兩側熱風再循環,提高送風機入口風溫及熱風溫度。
10.2為提高脫硝裝置入口煙溫,鍋爐點火初期,根據情況逐漸關閉低溫過熱器側煙道擋闆,直至全關。
10.3采用開大高、低壓旁路、連排倒至定排擴容器、開啟過熱器後流程疏水并延時關閉等辦法,合理匹配汽壓與鍋爐熱負荷的關系,盡快提高鍋爐熱負荷,提升煙溫。
10.4根據需要,可适當開啟兩側的冷一次風門,用以降低空預器的通風量,提高煙氣溫度。
10.5根據環保要求,機組并網後四小時必須投入脫硝系統,保證出口NOx合格。因此,機組并網後,爐側應盡快提高熱負荷,确保脫硝入口煙溫達到投運要求。
10.6嚴格按規程規定的步驟,進行脫硝系統的投入,低負荷時嚴格控制噴氨量不要過大,調整出口NOx規定範圍内。
10.7機組停運時,根據環保要求,機組解列前,有一小時的脫硝停運時間。在脫硝停運之前,确保脫硝出入口煙溫不低于320度。
(二)三分倉回轉式空預器堵塞制定相關優化措施
三分倉回轉式空預器的漏風分為兩部分:直接漏風和攜帶漏風。空預器的漏風也是檢驗空預器質量的重要指标之一。
1、直接漏風是因為空預器是旋轉機械,其動靜之間總有一定的間隙,其次,空預器的空氣側和煙氣側總有一定的壓差,因此必然一二次風通過動靜部分的間隙漏到煙氣側,或一次風漏到二次風中,形成空預器的漏風。
2、攜帶漏風是指轉子在旋轉過程中,不可避免的攜帶部分空氣到煙氣倉中,增加了空預器的漏風,當時轉子的轉速很低,大概一轉50多秒,此種漏風不會超過空預器漏風的10%。漏風将直接影響鍋爐的經濟安全運行,不僅會使送引風機出力增加,嚴重時可使鍋爐出力降低,并加劇空預器的低溫腐蝕。為了減少漏風量,空預器設計了可靠的密封系統。分為:軸向密封,徑向密封和環向密封。
2.1、徑向密封系統是由熱端扇形闆、熱端徑向密封片和冷端扇形闆及徑向密封片組成,用于阻止熱冷端面與扇形闆之間因壓差而存在的漏風。
2.2、軸向密封主要是防止空氣從密封區轉子外側漏入到煙氣側。
2.3、環向密封指上圖中黃色部分,是為阻止空氣沿轉子外表面和主殼體内表面之間動靜部件間隙通過的密封裝置。
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