空气预热器在线高压水冲洗技术问题研究

第49卷第2期 2Q 18年3月

锅炉技术

BOILER TECHNOLOGY

Vol . 49 ^ No . 2 Mar .，2018

空气预热器在线高压水冲洗技术问题研究

安敬学

(中丨謂大庸集闭科学技术研究院有限公司华中分公司，河南郑州150000)

摘要：电站锅炉脱硝系统投运尤其是超净排放改造后，因硫酸氢铵造成的空气预热器堵塞腐蚀日益严重;

导致空气预热器差压增大，引风机电耗増加，严童时可影响锅炉带负荷能空气预热器在线高压水冲洗作 为一种解决空气预热器堵塞的技术措施正逐步被电r 接受jt •采用。高压水冲洗相义压力、喷口流速、流量、冲 洗水是否完全汽化、烟气酸露点等进行了相关计算，为空气预热器在线高压水冲洗参数控制提供理论依据。 同时，提出丫在线裔压水冲冼操作流程及相义注竞亊项3

关键词：电站锅炉空气预热器；硫酸氢铵；在线水冲洗中图分类号：T K 223. 3+4

文献标识码：B

文章编号：1672-4763(2018)02-0064-06

〇前言

电站锅炉脱硝改造后尤其在超净排放下，脱 硝过程不可避免的会产生硫酸氢铵，硫酸氢铵的 沉积温度K 间在146 °C 〜207 X ：，该温度区间与 空预热器运行温度区间靈合，因此硫酸氢铵不 可避免地会在空气预热器蓄热元件上沉积，造成 空气预热器硫酸氢铵堵塞腐蚀

某600 MW 超临界机组空气预热器运行时差 压明显高于设计值，图1为空气预热器停炉时的检 查情况。空气预热器停炉检查后发现空气预热器 出现了明显的硫酸氢铵腐蚀情况，硫酸氢铵堵塞腐 蚀后，传统的蒸汽吹灰只能缓解堵塞，无法从根本 上解决问题，如果强制吹灰或在线高嵐水冲洗不规 范，可能会导致空气预热器蓄热片的损坏。

图1硫酸氢铵堵塞情况图2为某电厂吹灰不规范导致空气预热器 蓄热片吹损的情况，

图2空气预热器蓄热片吹损情况

空气预热器在线水冲洗过程中，高压水射流 集中、流速高、剪切力大，对灰垢的清扫能力比蒸 汽大得多、动能的破坏作用比蒸汽小得多，空气 预热器在线水冲洗已成为防止空气预热器堵塞 的有力保障措施[34^

为了防止空气预热器在线水冲洗不规范导 致蓄热原件损坏，本文就高紐水冲洗相关仄力、 喷口流速、流量、冲洗水是否完全汽化、烟气酸 露点等何题进行了相关研究，为空气预热器在 线高压水冲洗参数控制提供理论依据。同时， 提出了在线高压水冲洗操作流程及相关注意

事项。

收稿日期：2017 -08 - 10

作者简介：安敬学（1982-)，男，硕±.工程师，主要从事电站锅炉及脱硝方面的研究

。

第2期安敬学：空气预热器在线高压水冲洗技术问题研究65

1空气预热器在线水冲洗计算

某600 MW机组脱硝改造后，空气预热器烟 气侧差压较设计值增加较多，堵塞严重，通过蒸 汽吹灰无法使压差恢复正常水平。本文根据该电厂提供的550 MW负荷下的相关运行数据，对 高压水冲洗进行了相关计算。

1.1计算参数

计算采用煤质为电厂日常用煤，煤质分析见表1。

表1煤质分析

项目运行煤种

w(C a r)/%47. 27

w(H a r)/%2. 98

w(O a r)/%9. 1

w(N…)/%0. 7

w(S a r)/%1. 33

8. 39

Z V(A a r)/%30. 23

zv(M sd)/%3. 18

33. 36

Q L H v/(kJ'kg 〇18 152

计算采取电厂提供了相关运行数据及冲洗泵参数，见表2。

表2计算参数

项目数值

电功率/MW548空气预热器入口氧量（A/B)/%3. 53/2. 84空气预热器出口烟气压力（A/B)/kPa2.82/2. 66

排烟温度（A/B)/°C112/113

飞灰份额/%90

大气压/P a96 850高压冲洗泵额定压力/MPa24

高压冲洗泵额定流量/(t*h ”10. 2

计划冲洗压力/MPa18

冲洗水温/°c10

喷嘴个数/个8

h—流体处于的高度，m;

P---流体所受压强，Pa。

1.2.2汽化计算

根据能量平衡的原则，通过高压冲洗进人空气预热器中的水完全汽化所需的热量等于空气预热器处烟温下降所放出的热量。

AHi=AH2(2)式中：—水变为蒸汽所吸收的热量，kj/h;

AHZ—烟气侧放热量，kj/h。

1.2.3烟气酸露点温度计算

根据73标准中的烟气酸露点计算公式[5]:

1.05«f h AS

(3)式中山一烟气酸露点温度，°c;

t°d —一烟气水露点温度，°c;

P一与炉膛过量空气系数相关的常数;

C zs

◦ar收到基折算硫分，％;

AS收到基折算灰分，％;

af h一飞灰份额。

1.3计算结果

根据上述参数，下面对高压水冲洗压力、喷 口流速、流量、冲洗水是否完全汽化、烟气酸露点 等进行了相关计算，计算结果见表3。

表3计算结果

压力喷口速度流量排烟温度/°c烟气酸露点/MPa /(m.s”/(t.h丄）冲洗前冲洗后温度/°c 151735. 639104.5

161795.824104.2

171846.003103.9

181906. 177103.7

191956. 346

112

103.5

102 202006. 511103.3

212056. 672103.1

222106.829102.9

232146. 982102.7

242197. 133102.5

1.2计算模型

1.2. 1喷嘴流速、流量的计算

根据伯努利方程计算喷嘴流速及冲洗流量：

p+PS^1=constant(1)

式中----喷口流速，m/s;

g----重力加速度，m/s2;

根据表3中计算结果，可以得出以下结论。1.3. 1冲洗压力对喷口速度及冲洗流量的影响

由图3及表3中数据可知，当压力从15 MPa 增加到24 MPa时，喷嘴流速从173 m/s增加到 219 m/s，每增加1MPa，喷嘴流速增加约5m/s，见图3(a)。冲洗流量从5. 639 t/h增加到7. 133 t/h,见图 3(b)。