曲同良1 谢召详1 张志强1 李军2
1.华电青岛发电有限公司，山东青岛 266031，华电国际电力股份有限公司技术服务分公司，济南 250000
摘要：在火电机组超净排放、劣质煤掺烧和深度调峰的大背景下，空预器阻力持续增大，空预器的堵塞问题成为影响机组运行经济性和安全性的重大问题之一。本文通过空预器冷端新型吹灰器的研发，实现空预器清灰效果的改善。应用结果表明，通过对吹灰器结构和布置的优化，可大幅增加吹灰面积和吹灰时间，延缓空预器堵塞问题。
关键词：空预器；蒸汽吹灰；堵塞；喷嘴
1 研发背景
空预器的堵塞问题是影响火电机组运行安全和经济性的重大影响因素。伴随着超净排放的进一步推行，为严控NOx排放喷氨过量严重[1]；为降低机组运行成本火电机组大幅掺烧劣质煤和高硫煤，烟气SO3浓度大幅偏离设计值[2]；为响应电网灵活性要求火电机组深度调峰成为运行常态，低负荷下催化剂活性降低[3]。各因素均促使火电机组空预器的堵塞问题由轻微发展为严重。
.png)
在排放要求、来煤煤质和运行状况均无法实现大幅改善的现状下，针对新形式有针对性的开发空预器新型吹灰器成为较为便捷的一种方式。改进和提高空预器蒸汽吹灰的清灰效果，提高空预器防堵能力，有效保障机组的经济、安全、环保性能指标，以及冬季供热安全。
2 研发过程
某300MW机组空预器为三分仓回转式空预器，空预器热端和冷端各安装一台吹灰器吹灰。鉴于公司经营策略变化和燃料市场波动，贫煤锅炉开始大幅掺烧无烟煤。造成锅炉飞灰量增大，飞灰含碳量偏高，空预器积灰问题开始凸显。而现有空预器冷端吹灰器已无法满足吹灰要求，吹灰器效果不佳使空预器堵塞问题愈发严峻。基于此本单位联合某研究院所和设计单位业主对其冷端吹灰器进行研发工作。
原空预器冷端吹灰器改造前结构见下图。该冷端吹灰器为单枪管直管结构，枪管前后各一个喷嘴，空预器每旋转一圈吹灰器吹扫一次。其吹灰范围和吹灰时间均较短，蒸汽吹灰的吹灰效果和空预器防堵能力有待提高。研制新型结构的空预器冷端蒸汽吹灰器，对吹灰器结构和布置进行优化。
.png)
针对B侧冷端吹灰器，改进喷嘴布置，沿圆周方向增加喷嘴。把原来的单枪管改为双圆弧耙管的结构形式，在弧形耙管的两端各安装一个喷嘴，其作用是在同一个圆上增设两个一定距离的喷嘴，前面的第一个喷嘴先吹扫一次，吹不掉的灰尘会在蒸汽的作用下膨化松动，后面的第二个喷嘴再对其进行第二次吹扫。以增加换热元件上每一位置点随转子转一周的吹扫时间，达到彻底清除灰尘的作用。
.png)
对吹灰器喷嘴进行优化改进，研发宽角度冷端蒸汽吹灰器结构，增大吹灰覆盖夹角，使吹灰覆盖周向宽度大于500mm，大幅增加吹灰面积。
此外，研究新型吹灰器的步进方式，增强吹灰效果。增加提升阀后的温度、压力在线测点，在线监督吹灰蒸汽温度、压力、防止蒸汽带水、压力不足、压力高等造成换热元件损坏。而新型吹灰器汽源参数与原形式吹灰器相同，吹灰蒸汽压力、温度值能远传，吹灰过程自动控制。在提高吹灰效果和自动控制的前提下，尽量适应原机组参数，以减少改造工作量。
3 应用效果
空预器冷端吹灰器改造后，吹灰覆盖夹角显著增大，吹灰范围和吹灰时间大幅增加，如图4所示。相应的，其吹灰效果也进一步加强。对比A侧（未改造）和B侧（已改造）空预器阻力，在2020年12月13日启机时阻力相当，随着时间的推移A侧阻力快速上升，而B侧在新型蒸汽吹灰器的作用下，空预器阻力维持1kPa左右，表明新型吹灰器起到了空预器防堵的效果。
.png)
4 结论
面对空预器阻力持续上升的现状，开发新型蒸汽吹灰器，得到如下结论：
（1）对空预器冷端吹灰器的单枪管改为双圆弧耙管的结构形式，可大幅增加吹灰面积和吹灰时间。
（2）结合喷嘴、步进方式和在线测点优化，可降低空预器阻力改善空预器运行现状。
参考文献：
[1]冯贺.深度减排火电机组空预器堵塞原因及运行控制措施研究[J].电工技术,2020(14):50-52.
[2]宋金琳,张光.高硫煤对燃煤机组的影响分析[J].江苏电机工程,2014,33(05):70-72+75.
[3]刘冰.深度调峰对空预器堵塞影响及治理[J].技术与市场,2020,27(08):56-57.