空气预热器在线高压水冲洗技术问题研究
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第49卷第2期 2Q18年3月锅炉技术
BOILER TECHNOLOGYVol. 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：TK223. 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
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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(Car)/%47. 27w(Har)/%2. 98w(Oar)/%9. 1w(N„)/%0. 7
w(Sar)/%1. 338. 39ZV(Aar)/%30. 23
zv(Msd)/%3. 18
33. 36QLHv/(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/Pa96 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«fhAS(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;Czs◦ar收到基折算硫分，％ ;
AS收到基折算灰分，％ ;
afh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. 639104.5161795. 824104.2171846. 003103.9
181906. 177103.7191956. 346112103.5102202006. 511103.3
212056. 672103.1222106. 829102.9
232146. 982102.7242197. 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1 MPa，喷嘴流速增加约5 m/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)。66锅炉技术_49卷
14 16 18 20 22 24冲洗压力/MPa
(!>)排烟温度下降幅度随冲洗压力的变化趋势
图4. _排烟温度、排姻.温度下:降幅度 随冲洗压力变化趋势
从上述计算结果中，我们可以得出空气预热 器在线高压水冲洗时盧疰意的冲洗参数及结论
汽化嫩14 16 18 20 22 24冲洗压力/MPa
(a)排烟温度随冲洗压力的变化趋势
220 r170 ------1------1------1------1------114 16 18 20 22 24
冲洗压力/MPa
(=■)喷嘴进度随冲洗压力的变化趋势
图3喷幡速度、泽洗_澈量随冲洗.压.廉变:化.餘勢1.3.2冲洗压力对排烟温度的影响由圈4及_? 3中数据W知，轉■力从15 MPa 增加到24 MPa时，冲洗后排烟温度从104. 5 °C 下降到102. 5 aC，见图4(a)。排烟温度下降值从 7.5 °C增加到 9. 5 °C，见图 4〈b>。
如下：(1) 结果是在给定煤质，冲洗水温为10 °C， 水密度为1 〇〇〇 kg/ms不变，8个喷嘴、喷嘴孔径 为1.. _2 _mm的基础Jfc麝_出_的_。(2) 由计算结果可知，在给定煤质（元素分 析）的基础上,算出该煤质下的烟气酸露点温度 为102 °C 4,目前5:50 MW负荷下，A/B 2次空气 预热器排烟温度均为112°,窩于酸露点温度，较 食全。(3) 550 MW负荷下进行蠡闺水冲洗，:在 排烟温度为112 "C不变的情况下，无论采用哪 种冲洗压力，冲洗水均会完全汽化（降低后的排 烟温度大于100 °C)，在拟采用的18 MPa冲洗 压力下，排烟温度将会从112 °C降至1D3. 7 °C， 降低后的排烟温度仍大子100 °C，因此冲洗水 将全部汽化。但降低后的排烟温度已接近酸露 点温度。(i)为防止空气器冷端腐蚀，冲洗时应提高 排烟温度，建议提高S °C,在排烟温度为117 °C
时迸行髙压水冲洗，既能保证冲洗水完全汽化， 又能使烟气酸露点温度有一定的安全余鸶，(5)为防止高压水集中在某个小区域进行 冲洗，冲洗水不能和烟气均匀混合，不能完全蒸 发，因此在实践过程中，应密切监视后续烟道特 别是温度场较为均匀的引风机出口烟温的变 化，保证烟气温度不大幅度下降，保证冲洗水完 垂靈发。：
2冲洗效果根据以上计算方法，确定了该600 MW机组 在550 MW负荷以上时某制造公司三分仓回转 容克式驾气预热器高压水冲洗的操作参数，空气 预热器高压在线水冲洗结果见表
表4空气预热器高压在线水冲洗结果项目冲洗前冲願：
烟气差压/kPa3. 0/3. 02. 3/2. 1
一次风侧差压/kPa2. 83/2. 821. 57/1. 75
二次风侧差压/kPa1. 7/1. 71. 35/1. 35
引风机电流/A317/310288/282
排烟温度/°c119/116111/111
冲洗中排烟温度下降8 °C左右，空气预热器 电流平稳。冲洗效果明显，烟气侧差压降低0. 8 kPa 0
