高声强声波吹灰器在兴能电厂空预器中的应用

发布时间: 2022-09-06 10:10:03 浏览：次

摘要空预器堵塞主要是由于在SCR脱硝过程中，无法有效控制氨逃逸率，导致氨气与烟气中的SO2和SO3反应生成硫酸盐，高浓度的氨盐通过空预器冷端时迅速结晶，同时由于硫酸盐具有严重的板结性能且黏附力强，极易引起积灰在硫酸盐表面附着，造成灰垢大规模聚集，导致空预器压差不断升高，热交换效率降低，烟气流动阻力增大，增加风机的电耗；兴能电厂在调研后，在600MW机组空预器上安装了4台可调频高声强声波吹灰器，并取得了较好的效果，为电厂连续安全生产发挥了巨大的作用。

关键词高声强；空预器；声波吹灰器

1 概况

1.1 锅炉情况概述

山西古交发电厂二期 2x600MW-HG-2000/25.4-YM12型锅炉为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置、紧身封闭。30台NOX轴向旋流燃烧器采用前后墙布置、对冲燃烧，6台HP1003/Dyn中速磨煤机配正压直吹制粉系统。

1.2 空预器情况概述

山西古交发电厂二期 2x600MW机组配备两台哈尔滨锅炉厂预热器有限责任公司生产的容克式空气预热器，型号为32.5-VI（T）-1933-SMR，转子直径φ14288mm，立式倒置，一次風开口50℃逆转。

山西古交发电厂二期2x600MW机组空气预热器烟气侧冷端和热端各安装一台蒸汽吹灰器，空气预热器冷、热端吹灰设备压力参数使用相同压力均为2.0～2.3MPa，同时在空气预热器阻力升高时，采用连续吹灰方式对空气预热器进行吹扫。2x600MW机组空预器换热元件2011年投入使用，电厂2012年对2x600MW机组进行脱硝改造，空预器换热元件仍旧使用。2015年检修期间发现2x600MW机组空预器换热元件热端损坏严重，基本不能使用。

1.3 煤质情况概述

机组燃用煤种采用山西烟煤，煤质中含硫量偏高，达到2.0%以上。机组SCR装置投运后，因氨逃逸等原因，造成硫酸盐在空预器换热元件上附着，由于硫酸氢铵具有严重的板结性能且黏附力强，易引起积灰附着在硫酸盐表面，造成灰垢大规模聚集。随着机组的运行，空气预热器换热元件通道中产生严重的积灰积垢堵塞现象[1]。

2 可调频高声强声波吹灰器工作原理

可调频高声强吹灰器系统由气路管道系统、可调频高声强发生系统、PLC控制系统组成。正常运行期间，气路管道上的压力开关设备传输压力满足信号至PLC，PLC控制相应的电磁阀开启为发生设备供气。高声强声波发生器根据单片机提前设定好的频率、幅值信号经功率放大器放大后发出声波。

高声强声波吹灰器的除垢机理：压缩空气通过不断变化的缝隙产生一定频率范围的高声强声波，高声强声波的推拉作用可使换热器表面的硬垢因声致疲劳而松动、脱落，同时，降低灰垢在换热器表面的附着力。

原理如下图所示：

3 可调频高声强声波吹灰器主要设备图片和参数

可调频高声强声波吹灰器的主要设备如下：PLC、功率放大器、单片机、压力开关、发生器等，发生器主要技术参数如下：（附图：可调频高声强发生器图片和空预器内部专业喇叭）。

4 可调频高声强声波吹灰器的特点

（1）对换热元件无吹损。声波吹灰器采用能量流型吹灰，工作原理是通过空气将波动能量传播到换热元件积灰表面，利用声波的机械能使灰尘产生振荡脱离换热器表面[2]。相较于蒸汽吹灰器等射流型吹灰器，声波吹灰器是不会对换热元件造成吹损的，而且高声强声波吹灰器波通过指数形喇叭使声波以平面波的形式传播，确保作用于换热器上的力相互平衡，正常情况下不会对设备产生破坏作用[3]。

（2）可调频高声强声波吹灰器的吹扫频率范围为20～8000Hz，且任意可调。针对不同的积灰结垢形式可设置不同频率的范围进行吹扫，以达到最佳的吹灰效果。

（3）可调频高声强声波吹灰器的声功率可达到30000声瓦，声功率级165 dB，除灰除垢能力优越。针对空预器的结构设计指数型的喇叭，确保空预器换热元件表面的灰垢得到有效清除。

（4）运行成本低。声波吹灰器工作介质为压缩空气，年运行成本3万元左右。

5 可调频高声强声波吹灰器使用前后空预器差压图

5.1 可调频声波吹灰器安装使用前空预器差压曲线

兴能电厂#4机组空预器安装有蒸汽吹灰器，为了控制空预器压差，厂里增大了蒸汽吹灰器运行量，但蒸汽吹灰器效果不明显，空预器最大压差值到达1800pa；并且由于高强度的蒸汽吹灰器投运量，对于换热元件造成一定损坏。

5.2 可调频声波吹灰器安装使用后空预器差压曲线

可调频声波吹灰器安装后，空预器吹灰采用了声波吹灰+蒸汽吹灰相结合的吹灰方式，同时根据运行过程中的积灰情况调整声波吹灰器的运行时间和运行频率，有效控制空预器的堵塞情况。自2016年5月投运以来，将压差控制在1000pa以内，成功将空预器运行周期进行延长。

6 结束语

山西古交发电厂二期 2x600MW机组空预器加装可调频高声强声波吹灰器的改造工程于2016年完成，声波吹灰器投运后有效运行时间延长2倍以上。

#4机组空预器可调频高声强声波吹灰器改造后，空预器换热元件表面的积灰结垢情况得到了明显改善，换热效率提高明显，确保了机组运行的稳定性和经济性。

（1）避免因空预器堵塞导致机组停运而带来的发电量损失及机组启停费用，为电厂连续安全生产发挥了应有的作用。