加脱销装置的空预器堵灰原因分析及对策
1前言徐州华润电力有限公司2×1000MW机组的锅炉为上海锅炉厂有限责任公司生产的超超临界参数变压运行螺旋管圈水冷壁直流炉,锅炉型号:SG--M53X,锅炉型式:单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构塔式、露天布置燃煤锅炉。空预器是由上海锅炉厂有限公司生产的三分仓容克式预热器,其部分设计参数为:进口烟气温度(B-MCR)为379℃,进口空气温度(B-MCR)一次风/二次风27℃/24℃,出口烟气温度(B-MCR)为125.6℃(修正后);烟气侧阻力为1295Pa,一次风侧阻力为436Pa,二次风侧阻力1120Pa;高温端传热元件的材质为SPCC、高度为1000mm、厚度为0.5mm,、面积为69941m2;中温端传热元件的材质为SPCC、高度为200mm、厚度为0.5mm、传热元件的面积为13988m2;低温端传热元件的材质为搪瓷,低温端传热元件的高度为1100mm、厚度...&
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国产首台600MW超超临界锅炉(营口电厂)的设计特点及运行实绩
作者:于 龙
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于 龙 （哈尔滨锅炉厂有限责任公司，哈尔滨市三大动力路309号，150046）
摘要：开发更为高效环保和具有自主产权的超超临界锅炉是我国电力工业的重要发展方向。针对国产首台600MW超超临界燃煤发电机组，全面评价和分析了锅炉设计技术特点。对super304H和25Cr20Ni材料在高温受热面上的使用进行了分析。最后对锅炉的运行情况及整体性能进行了总结。 Abstract: it is the important purpose of our country electric power industrial to develop the Ultra Critical (USC) boiler with higher efficiency and independence property right. The design technology character of the 600MW USC coal-fired boiler unit first made in China has been evaluated and analyzed completely. The use of super304H and 25Cr20Ni material in high temperature pressure parts has been analyzed. In the end, there is a summarization for the boiler operation instance and entire performance.关键词： 锅炉、超超临界、600MW Keyword: Boiler、USC、600MW
我国煤电机组平均发电煤耗为374克/千瓦时，高于世界先进水平55克煤，因此提高机组效率，节约煤炭资源，是未来燃煤发电机组的重要目标，是实现煤电可持续发展的重要保障。提高电厂煤炭利用效率的途径，主要是通过提高发电设备的蒸汽参数，提高机组效率。以600MW 的燃煤机组为例, 如果能将蒸汽参数由超临界压力机组通常采用的24.2MPa(a)、566℃/566℃提高到25MPa(a)、600/600，机组的煤耗可降低1.5%～2%。为满足中国电力市场对超超临界发电设备的需求，2004年8月，华能公司经过严格的技术调研和论证，将营口电厂600MW超超临界锅炉的供货合同交给哈尔滨锅炉厂有限责任公司。经过近三年的设计、制造、安装及调试，2007 年8 月31 日，华能营口电厂三号机组――我国首台国产600MW超超临界发电机组，正式投入商业运行，2007年10月，华能营口电厂四号机组投入商业运行，国产600MW超超临界机组的顺利投运。是在国产首台1000MW超超临界机组顺利投运之后在技术上的又一重大突破。标志着我国已完全掌握了当今世界最先进的火力发电技术，促进了自主创新和产业升级，有利于节能和环保。 1 哈锅超（超）临界技术研发及储备 在此之前哈锅进行了大量的有关超临界锅炉技术的研究工作，并承担了国家“十五”863 计划“超超临界燃煤发电技术研究”课题中有关超超临界锅炉关键技术部分的研究工作，主要包括百万千瓦等级超超临界锅炉方案设计和计算程序改进，新钢种25Cr20Ni、超级304H、TP347HFG、P92、E911、T24等的材料特性复核，焊接试验，弯管试验等，为实现营口工程所有受压元件的国产化奠定了基础。营口#3、#4炉的所有受压部件全部为哈锅自行生产。 由于哈锅在超（超）临界技术上长期的研发与储备，使哈锅在极短的时间之内完成了超超临界锅炉技术的引进与转化，在玉环1000MW超超临界锅炉的基础上，顺利完成了华能营口电厂600MW超超临界锅炉的设计、制造、安装、调试任务，为营口电厂顺利进入商业运行奠定了良好的基础。2 锅炉设计条件
本锅炉设计条件是与华能营口600MW超超临界燃煤锅炉技术规范书中提出的技术要求和国际上及我国燃煤电站的发展趋势一致的。 设计煤种和校核煤种为山西晋北烟煤。 锅炉出口蒸汽参数为26.25MPa(a)/605℃/603℃，对应汽机入口参数为25MPa(a)/600℃/600℃，锅炉给水温度293℃。锅炉由哈锅与三菱重工（MHI）联合设计，哈锅制造，汽轮机由哈尔滨汽轮机厂有限责任公司与日本三菱公司联合设计与制造。 超超临界机组相对于常规超临界机组经济性的改善是明显的。26.15MPa/605℃/603℃与25.4MPa/571℃/569℃的蒸汽参数相比，汽机热耗约可降低2.5%，供电煤耗降低13.96g/KWh。 机组承担基本负荷，能参与调峰，采用定滑定运行方式。 锅炉在燃用设计煤种时，不投油最低稳燃负荷为35%BMCR。 锅炉有良好的启动特性和负荷变化适应性，锅炉的动态特性能满足机动性的要求。 本锅炉在25%至100%负荷范围内以纯直流方式运行，在25%负荷以下以带循环泵的再循环方式运行，启动系统用以保证启动的安全可靠性和经济性。 要求锅炉出口NOx排量不超过400mg/Nm3（干烟气，6%O2）。 3 锅炉总体布置及主要设计技术特点 本锅炉采用单炉膛、П型布置、全悬吊、紧身封闭结构。燃烧器布置在四面墙上，采用切园燃烧方式。锅炉整体布置示意见图1， 锅炉的汽水流程以内置式汽水分离器为分界点，从水冷壁入口集箱到汽水分离器为水冷壁系统，从分离器出口到过热器出口集箱为过热器系统，另有省煤器系统、再热器系统和启动系统，并预留SCR脱硝装置。 图1 锅炉总体布置图 3.1 炉膛及水循环系统 采用炉膛断面为17.666x17.628m的正方形炉膛，采用较大的炉膛断面和炉膛容积以提高锅炉对煤质的适应能力，与国内典型的600MW亚临界、超临界锅炉炉膛尺寸及主要热力数据的对比见下表： 表1 炉膛尺寸及主要热力数据对比
600MW超超临界 （营口）
600MW超临界 （常州）
600MW亚临界 (盘山)
炉膛断面（炉宽X炉深）
炉膛断面面积
炉膛高度 （冷灰斗上拐点到顶棚）
下排一次风到拐点距离
上、下一次风间距
上排一次风到屏低距离
燃烧器区域面积
BMCR工况下炉膛截面热负荷
BMCR工况下炉膛容积热负荷
BMCR工况下燃烧器区域壁面热负荷
水冷壁为膜式水冷壁，下炉膛采用内螺纹管的垂直管圈水冷壁，由于全部为垂直管屏，因此可以不必采用结构复杂的张力板来解决下部炉膛水冷壁的重量传递问题。为了降低偏差，不仅在水冷壁入口设置了节流孔圈，同时在下炉膛出口设置了二级混合器，以保证下炉膛的偏差不被带到上炉膛，一、二级混合器的示意图见图2：&图2 一、二级混合器原理图 为了保证节流孔圈的节流效果，在水冷壁下集箱出口通过两级三叉管过渡的方式将F28.6的水冷壁管过渡到F42（见图3）。 另外由于主蒸汽出口温度的提高（与超临界锅炉相比），分离器出口蒸汽温度也相应提高，本工程将分离器布置在包墙系统的出口，在满足分离器出口温度提高的同时，仍将水冷壁出口工质温度保持在较低的水平，水冷壁材料仍为15CrMoG材料。&图3 水冷壁入口三叉管结构图 3.2 启动系统 为了满足直流锅炉启动及低负荷再循环运行方式的要求，超临界直流锅炉需要设置单独的启动系统。营口600MW超超临界采用内置式带再循环泵的启动系统。启动系统图见图4&图4 锅炉启动系统图 3.2.1 启动系统的主要组成部分及功能： 1）带泵的再循环管路：在锅炉湿态运行时，将由分离器分离下来的冷凝水送回到给水管道，与系统给水混合后进入省煤器进行再循环，其优点是可节约工质消耗、回收热量、并提高机组的启动速度。 2）疏水管路：在分离器贮水箱的出口管道上接一疏水管道，分两个支路，其作用是当锅炉启动发生汽水膨胀时，将膨胀出来的排入到扩容器中，保证锅炉顺利渡过汽水膨胀期。 3）暖管管路：对启动系统的各管路进行暖管，以保证锅炉处于干态运行时，启动系统能始终处于热备用状态。 4）减温水旁路管路：在干态运行时控制贮水箱水位。 3.2.2 启动系统的主要运行模式 1）初次启动或长期停炉后进行冷态和温态水冲洗。 2）启动初期（从启动给水泵到锅炉出力达到5%BMCR）：给水泵以相当于5%BMCR的流量向锅炉给水（再循环流量为20%BMCR），以保证进入省煤器的给水又足够的过冷度，确保省煤器和水冷壁不致超温，并保证水冷壁系统的水动力稳定性。 3）从分离器贮水箱建立稳定的正常水位到锅炉达到25%BMCR的最小直流负荷阶段，满足锅炉再循环方式运行的要求。 4）热备用：当锅炉达到25%BMCR最低直流负荷后，应将启动系统解列，启动系统转入热备用状态。 启动过程流量控制过程图见图5图5 启动过程简图3.3 过热器系统 超超临界参数锅炉主蒸汽温度达到605°C，过热汽吸热量大，过热器系统采用四级布置，以降低每级过热器的焓增，降低壁温，沿蒸汽流程依次为水平与立式低温过热器、分隔屏过热器、后屏过热器和末级过热器。 过热器系统共装有三级喷水减温，每级布置左右两点，并有较大的喷水能力，以充分消除过热汽温的左右偏差。过热器系统见图6： 去汽轮机 二级过热器 三级过热器 来自于汽水分离器 四级过热器 一级过热器 图6 过热器系统图 3.4 再热器 再热器分成低温再热器和末级再热器两级。低温再热器布置于尾部竖井前烟道，高温再热器布置于水平烟道；再热器采用挡板调温，即通过调节布置在尾部竖井前后烟道出口处的调温挡板的挡板开度，调节烟气在尾部竖井前后烟道的分配比例，以调节低温再热器的吸热量，满足在不同负荷下再热蒸汽温度的要求。同时燃烧器摆动和过量空气系数的变化对再热蒸汽温度也有较大幅度的影响。再热器系统见图7： 去汽机中压缸排汽 一级再热器 二级再热器 来自于汽机高压缸排汽 图7 再热器系统图 3.5 省煤器 在尾部竖井的前、后烟道的下部各装有一级省煤器，省煤器为顺列布置，以逆流方式与烟气进行热交换。采用防磨性能优越的H型鳍片省煤器，具体结构见图8，省煤器布置图见图9。&图8 ‘H’型鳍片省煤器 省煤器蛇形管 省煤器中间集箱 省煤器蛇形管 省煤器中间集箱 省煤器吊挂管 出口集箱 省煤器入口管道 省煤器入口集箱 图9 省煤器布置图3.6 高强度钢的使用 由于超超临界参数锅炉主蒸汽和再热蒸汽温度都达到600℃以上，对受热面材料提出更高的要求，高温受热面大量采用了super304H和25Cr20Ni材料。这些材料的使用不仅满足强度的要求，同时满足在较高的壁温条件下抗烟气腐蚀和蒸汽氧化的要求。super304H和25Cr20Ni抗烟气腐蚀试验数据见图10，抗蒸汽氧化试验数据见图11。 本工程super304H材料不采用内抛丸处理，虽然在内抛丸处理以后，由于其内壁硬度的增加及管子金属晶粒细度的变化，其抗蒸汽氧化能力大大加强，腐蚀量约为3-5 mg/cm2。但由于不锈钢管屏只有通过固溶化处理才能彻底消除管子冷加工及对焊过程中产生的内应力，而热处理后管子内壁晶粒细度又恢复抛丸之前的情况，因此哈锅在超超临界锅炉的高温受热面的材料选择中对管子内壁温度≥680℃的管段均采用部分25%Cr（HR3C）材料，而不同于其它公司采用超级304H管子内部抛丸的工艺，大大增加了锅炉运行的安全性。 在高温的集箱和导管钢材方面大量采用传统的9Cr1Mo（即SA-335 P91），这种钢材具有高的热强性和良好的工艺性（即焊接性能）。但在锅炉过热器出口由于蒸汽温度已达到600℃，同时考虑蒸汽温度偏差，最高蒸汽温度约为615℃左右，在此温度下采用P91集箱的壁厚将非常厚，因此锅炉过热器出口集箱及主蒸汽管道采用改良后高温性能优于P91材料的P92，与P91相比，P92中增加1.5～20%的钨，其高温强度显著提高，解决了集箱壁厚超厚的问题。 再热器出口集箱虽然蒸汽温度较高，但压力较低，仍采用P91材料。&图10 高热强钢抗烟气腐蚀试验数据 从上图可以看出，随着材料中的Cr含量提高，材料的抗烟气腐蚀的能力明显增强，从图中可以看出，25Cr材料（图中的第16项)比SUPER304H、TP347HFG等18Cr材料（图中的第8，9项）有明显提高。 图11 高热强钢抗蒸汽氧化试验数据 上图为在材料抗蒸汽腐蚀试验数据，从图中可以看出，Super304H抛丸处理（晶粒细度10）的抗蒸汽腐蚀能力比普通Super304H（晶粒细度7）有所提高，但与25Cr( 图中2.3)相比，还是有一定差距。 3.7 燃烧设备 锅炉的制粉系统为中速磨正压直吹系统，磨煤机共6台，采用HP1063型中速磨煤机。BMCR时5台投运，一台备用。磨煤机出口煤粉细度为R90=14%。每台磨带一层燃烧器。 燃烧器采用切圆燃烧大风箱结构，全摆动燃烧器。共设六层PM型垂直浓淡一次风口，三层油风室，十层辅助风室，一层燃尽风室。整个燃烧器与水冷壁固定连接，并随水冷壁一起向下膨胀，燃烧器共24组，布置于四面墙上，形成一个大切园。燃烧器共6层煤粉喷口，每层与1台磨煤机相配，主燃烧器采用低NOX的PM型煤粉燃烧器，每只煤粉喷嘴中间设有隔板，以增强煤粉射流刚性，在主燃燃烧器的上方为OFA喷嘴，在距上层煤粉喷嘴上方约5.0m处有四层附加燃尽风喷嘴，角式布置，它的作用是补充燃料后期燃烧所需要的空气，同时既有垂直分级又有水平分级燃烧达到降低炉内温度水平，抑制NOX的生成，此燃尽风与OFA风一起构成分级送风的低NOX燃烧系统。（燃烧系统图见图12） 燃烧器装有12只机械雾化式油枪，其总容量为30%BMCR，用于锅炉点火稳燃和低负荷稳燃，每只油枪均配有高能点火装置。 侧视图水平视图炉前图炉切圆燃烧炉前图12 燃烧系统图3.8 空气预热器 每台锅炉配有两台半模式、双密封、三分仓容克式空气预热器，立式布置，烟气与空气以逆流方式换热。预热器型号为31.5-VI（T）-）-SMR，转子直径为φ13010mm，传热元件总高度为2100mm。 4 锅炉实际运行情况 营口#3机组于日通过168小时试运行，营口#4机组于2007年十月十四日通过1680小时试运，2008年1月份由西安热工研究院对营口#3锅炉进行了性能试验。 营口#3、#4机组投运以后，各级受热面的实际运行温度水平与设计值非常接近（具体数据见表2），，调节灵活，偏差小，满足电厂各种运行工况的要求，主要性能指标均达到或超过保证值（具体见表3），特别是NOx排放量大大低于国家标准，充分体现了超超临界参炉的优越性。 表2 营口电厂各受热面实际运行情况数据汇总
分离器出口蒸汽温度
低温过热器出口蒸汽温度
分隔屏过热器出口蒸汽温度
后屏过热器出口蒸汽温度
末级过热器出口
低温再热器出口
高温再热器出口
表3 营口电厂#3、#4机组主要性能指标
预热器漏风率
5 结论 作为中国首台600MW超超临界机组的营口电厂的成功运行，是在1000MW超超临界机组成功投运之后的又一重大突破，600MW等级机组作为我国火力发电的主力容量机组，极大的推进了中国发电设备制造业的技术升级换代，同时也将大幅度提高中国火力发电的经济性、可靠性，为整个电力能源行业减排、降耗作出重大贡献。
参 考 文 献 [1] 陈端雨，施鸿飞，董厚忱.超超临界压力锅炉的设计探讨[J]. 动力工程，): .[2] 李虎. 1000MW超超临界机组的先进设计与经济运行分析[J]. 电力设备，): 16-19. [3] 郑建学，陈听宽，吴履琛. 600MW变压运行直流锅炉水冷壁内螺纹管内壁换热特性的研究[J]. 中国电机工程学报，): 271-275. [4] 杨冬，陈听宽，杨仲明. 600MW 变压运行超临界参数锅炉启动过程模拟计算[J]. 动力工程，): 37-42. [5] 杨冬，陈听宽，杨仲明. 汽轮机旁路系统的设计与运行 [J]. 中国电力，): 14-17. [6] 王萍，李宜男. 超超临界锅炉用新材料及对焊接接头的要求[J]. 焊接，2006, (7): 36-39.[7] 郑建学，陈听宽，吴履琛. 变压运行直流锅炉水冷壁内螺纹管壁温变化规律研究[J]. 发电设备，1997, (10): 2-5. [8] 樊险峰、吴少华,国产首台超超临界锅炉设计与技术特点 [9] 营口电厂锅炉设计说明书 [10]营口电厂性能考核试验报告
来源：哈尔滨锅炉厂有限责任公司
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燃煤锅炉空预器结垢腐蚀解决新方案
1、空预器堵塞现状
空气预热器主要是利用锅炉尾部烟道中的烟气来加热锅炉燃烧所需要的空气，从而提高整个机组运行的经济性。空预器积灰堵塞严重，会给电厂带来极大的安全问题以及巨大的经济损失。
随着环保政策的力度加大，脱硝装置投运率升高，对空预器堵塞的影响也越发的严重。一般锅炉增加烟气脱硝系统后烟道的烟气阻力会增加1kPa左右，空气预热器出口段烟气负压增加较多，使得空气预热器漏风差压升高，烟温有所下降。燃料中的硫分在燃烧过程中会产生SO2和SO3，SCR烟气脱硝装置在催化剂（V2O5）的作用下将更多的SO2转化为SO3（2 SO2+O2&2SO3），一般情况下脱硝效率越高，SO2向SO3的转换率也越高，导致烟气中的酸露点温度有所提高，加剧了空气预热器冷端腐蚀和堵塞的可能性，空气预热器的腐蚀和堵灰风险就越高。
催化剂中的氨与烟气中的NOx反应或者被氧化后，多余的氨被排入下游烟道。烟气中的氨与SO3接触在适当的温度条件（约在230℃以下）下生成硫酸氢铵（NH3+SO3+H2O&NH4HSO4）和硫酸铵{2NH3+SO3+H2O&(NH4}2SO4}。硫酸氢铵可能沉积在空气预热器中温段及冷段，由于具有很强的粘附性，会吸附烟气中的颗粒物，造成大量灰分粘附在换热器金属表面和层间，引起换热元件堵塞，使得空气预热器的烟气阻力增加、换热效率降低，甚至无法正常运行的现象。
2、空预器堵塞危害
2.1堵塞波及&他人&
1、回转式空预器
当实际使用煤种灰分及含硫较高，煤燃烧后形成的灰渣较多，给风烟系统造成了较大影响。锅炉同时投运脱硝装置，不可避免的氨逃逸造成烟气中的硫酸氢铵较多，从而导致空预器低温腐蚀严重，由此形成的结垢难以去除。
在运行过程中，首先发现一次风压、二次风压开始有摆动现象。之后幅度逐渐增加，且呈现周期性变化。这说明空预器此时已经出现堵塞现象。这是因为当堵塞问题部分转到一次风口时，一次风压（空预器后一次风母管压力）开始下降，为维持设定的一次风压，一次风机的入口挡板便自动开大。当堵塞部分转到二次风口时，二次风压（空预器后二次风母管压力）又开始下降，同理为维持设定的二次风压，送风机的入口挡板必须开大以适应二次风压的下降，在低负荷时，燃烧所需的风量较少，产生的烟气量较少，一般还能维持机组的正常运行，随着负荷的不断增加，所需的一次风量、二次风量开始逐渐增加，一次风机、送风机的出力便不断增大，当接近满负荷时送风机入口导叶片的开度达到90%以上，因此，当堵塞部分转到二次风口时，便造成二次风压下降，为保证二次风压，送风机便自动开大入口导叶，而此时该送风机的风量却是最小，送风机电流下至最小值。堵塞部分转过之后，风量又开始增大，由于风量的忽大忽小致使送风机发生喘振，送风机失速保护动作，机组发生RB（辅机自动甩负荷）事故。
2、管式空预器
& && & 由于有些电厂使用的实际煤种灰分和含硫量均远远高于设计煤种，在燃烧过程中产生大量灰尘和SO2、SO3等化合物，在空预器换热管束表面形成硫酸盐等结垢和烟尘的附着，原有的蒸汽吹灰器不能很好的去除，导致空预器积灰严重。
由于低温腐蚀现象比较严重，以及积灰不能及时清除，导致管排腐蚀严重。夏季泄漏管数量和漏风量增大，空预器漏风率明显上升。所谓空预器的漏风，即由送风机送至空预器的空气，未经炉膛燃烧换热直接漏到尾部烟气中。在引风机出力不变的情况下，漏风的增加势必造成锅炉燃烧所需的风量不足，且漏风的存在降低了空预器的效果，使一次风、二次风的温度降低，对煤粉的正常燃烧和制粉系统的正常工作造成很大的影响，增加了煤粉的不完全燃烧损失。同时，使炉膛内辐射换热的强度大大减弱，降低锅炉换热效率。未经燃烧的空气直接进入烟道，增加了烟气的流量，为了维持锅炉炉膛负压的稳定。必须增加引风机的出力，从而加大了电能的消耗。可见，管式空预器的漏风率高，会降低锅炉的热效率。
2.2蒸汽吹灰危害大
目前蒸汽吹灰器在空预器部位的广泛应用，大多数电厂面临下面的尴尬问题：依靠蒸汽动能对积灰进行吹扫，运行可靠性较差，并不能对锅炉空预器受热面积灰进行有效清除，久而久之必然会造成受热面严重积灰，换热效果显著下降，锅炉排烟温度上升。同时由于吹灰频次高，消耗大量蒸汽，使得能源过度浪费，并且蒸汽吹灰器的频繁使用造成回转式空预器换热元件严重的吹损，影响机组的安全、经济运行。而管式空预器受热面管排密集，动能衰减速度快，管道距吹灰器越远吹灰效果越差，同时对管道也存在吹损。导致空预器积灰严重，并进一步加重空预器的管排腐蚀漏风现象。
2.3 传统声波吹灰器处境尴尬
传统声波吹灰器在空预器的使用上也面临更加尴尬的问题：利用声音的&声致疲劳&的作用, 即由声波反复作用,施加于灰垢以拉压循环变化的载荷,当达到一定的应力次数时,灰垢的结合因疲劳而破坏。但传统声波吹灰器频率单一、声功率过低（传统声波吹灰器声功率只有声瓦），并不能有效清除空预器受热面管道上所积附的灰垢。
3、空预器结垢解决方案
针对空预器结垢问题，南京常荣声学股份有限公司研制出一种专门应用于空预器结垢解决方案。方案基于ENSG-G系列大功率可调频高声强声波吹灰器，实现成功应用。
3.1吹灰原理
在高声强声波吹灰器除垢过程中，第一种固体声波是固体中微小质量的振动，在高强声压下，高强度声波能量将被灰垢颗粒吸收，使其灰垢表面发生形变、疏松、破碎。这个逐渐变化的过程是灰垢积累吸收声能的过程，一旦灰垢表面产生微小裂隙，声波便沿着裂隙将振动状态传入，进而发生结渣颗粒与受热面剥离的现象。第二种效果使附着在受热面表面的灰垢被来回地推拉，使其不断地压缩和伸张因为声波对表面硬垢的反复作用，每秒钟达数十次到数百次，使其因声疲劳而断裂，并逐步松动、脱落。
3.2吹灰解决方案
吹灰器的声强和频率通过Ansys建模分析和实际测量确定。通过Ansys分析，从而剔除造成管道共振的频率。然后在现场可实施位置布置2个声传感器和2个加速度传感器，通过数据采集仪连接电脑，使用数据分析软件实时测量空气预热器环境中声衰减，以及发生器对于换热管振动影响。
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通过两种测定方式，并结合空气预热器内换热元件的共振频率特点，最终确定吹灰器实际运行声强及频率，确保锅炉设备安全生产。
3.3成功应用案例3.3.1容克式（回转式）空预器
1）炉型介绍
中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司一期2&1000MW超超临界燃煤机组采用东锅DG-Ⅱ型锅炉。锅炉为变压直流炉、对冲燃烧方式、风冷钢带干式除渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天岛式布置、全钢构架、全悬吊п型结构，并装有脱硝装置。锅炉空预器采用豪顿华33VNT2120型容克式空气预热器，空预器转子内径&17210mm，传热元件共分为2层，其中热段层高度1120mm，冷段层高度1000mm。
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& && && && &容克式空预器声波吹灰器安装俯视图
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& && && && && && && && && && && && && && &容克式空预器声波吹灰器安装侧视图
2）研究课题介绍
1000MW超超临界锅炉强噪声吹灰技术应用研究，该项目基于本中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司#2机组1000MW超超临界锅炉空预器开发、改造安装投运了6台可调频高声强声波吹灰系统。声波吹灰系统对换热元件没有吹损，保持了空预器低压差长期运行，换热效率提高，排烟温度降低，锅炉热效率提高0.25%空预器声波吹灰器改造投运后，空预器保持低压差运行，降低送风机、一次风机电流10A，年节约用电50万Kwh；收益19万元；
3）经济效益
空预器声波吹灰器改造投运后，蒸汽吹灰器由每天投运6次减少为每天1次；年节约蒸汽耗量0.53万吨，收益80万元；
声波吹灰设备运行维护成本：34.6万元/年
项目年收益A=320+98.6+19+80-34.6=483万元；项目总投资：261.5万元；投资收益率184.7%；静态回收期0.54年，均远远大于其他项目指标，效益明显。
3.3.2管式空预器
1）炉型介绍
神华亿利能源有限责任公司电厂全厂总装机容量为4&200MW。电厂锅炉系上海锅炉厂生产的国内首台200MW等级无外置床循环流化床锅炉，型号为SG-690/13.7-M451。锅炉采用管式空气预热器，卧式结构，三行程、顺列布置，烟气在管间纵向流动，空气从管内流动。空气预热器横向间距19.5m，纵向间距7.6m，管子规格60&2.75mm，低温段采用NS1-3耐腐蚀钢。
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管式空预器吹灰器安装正视图
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管式空预器吹灰器布置示意图
2）安全性分析
亿利能源煤矸石电厂200MW机组空预器存在严重堵塞问题，极大的影响了机组的经济安全运行。使用我公司的可调频高声强除灰设备后，不仅彻底解决空预器的堵塞问题，而且随着蒸汽吹灰器的停用，不但节约了能源，还减少了蒸汽对换热管壁的吹损。
随着空预器的积灰问题得到解决，减少了受热面的热阻，增加了空预器的性能和效率；并使空预器流通截面积比除灰前增大，流阻减小，从而降低了引风机的电耗量，并可防止风机喘振，而且提高了换热效率，降低了锅炉的排烟温度；同时杜绝了空预器严重堵塞导致停炉的安全性和经济性的影响。
3）提高锅炉热效率
由相关研究资料可知，200MW锅炉排烟温度每下降10℃，锅炉热效率可提高约0.5%，机组供电标煤耗率降低1.5～2g/Kwh。管式空预器声波吹灰器改造完成后，锅炉排烟温度可降低2～3℃，热效率提升0.1%～0.15%，我们以热效率提高0.1%，机组供电标煤耗降低0.3g/Kwh计，亿利能源矸石电厂200MW机组按照年有效利用5500h，发电量11亿Kwh，则200MW机组年节约标煤0.033万吨，标煤单价800元/吨计，单台机组减少用煤成本26.4万元。
4）停运机组检修维护费用以及爆管换管费用
由于空预器堵灰导致停运机组检修为3万元/次，每年3次，共计维护费用为9万元。电厂因爆管而导致产生换管费用，每2年换一次管，每次80万元，核算到每年换管费用约为40万元。
5）节约风机用电
使用高声强声波吹灰器能有效解决空预器的堵塞，显著改善空预器的工作环境，降低烟阻从而减小引风机的出力节约电耗。
安装使用高声强声波吹灰器后，烟道内烟气阻力可较堵塞前降低10%，可以降低引风机工作电流15A左右。机组年有效利用5500小时，一年可节约厂用电2&6KV&1.73&15A&0.85&万Kwh，上网电价以0.3元/Kwh计算，则可多创收145.5&0.3=43.65万元。
通过近百台的安装案例来看，无论容克式（回转式）空预器还是管式空预器加装声波吹灰器的应用效果都相当明显，完全可以解决空预器的结垢腐蚀问题，而且经济效益明显!
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