大唐洛河發(fā)電廠#6爐空預(yù)器堵塞原因分析及處理

安呈帥

摘 要：該文簡述了選擇性催化還原（SCR）煙氣脫硝原理，指出SCR脫硝過程出現(xiàn)硫酸氫銨對(duì)空預(yù)器的危害，詳細(xì)分析了硫酸氫銨形成的影響因素，如高硫煤種、SO3濃度、硫酸氫銨的露點(diǎn)溫度等。根據(jù)硫酸氫銨的特性提出了控制硫酸氫銨生成的方法和空預(yù)器發(fā)生堵塞時(shí)在線疏通的措施。通過控制SCR脫硝過程氨逃逸量和煙氣中SO3生成量，減少硫酸氫銨的生成量；合理控制SCR脫硝裝置在低負(fù)荷下的運(yùn)行時(shí)間；為有效降低硫酸氫銨在空預(yù)器換熱元件上的形成速率，做好空預(yù)器的改造。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硝 選擇性催化還原（SCR） 硫酸氫銨 空預(yù)器堵塞

中圖分類號(hào)：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（b）-0052-01

大唐淮南洛河發(fā)電廠#6爐空預(yù)器采用上海鍋爐廠空氣預(yù)熱器公司生產(chǎn)的型號(hào)2-32VI（T）-2185SMRC的容克式三分倉空氣預(yù)熱器。2011年11月，#6爐完成了脫硝技術(shù)改造，同時(shí)，也完成了空氣預(yù)熱器傳熱元件的改造工作。參數(shù)見表1。

#6爐脫硝系統(tǒng)選用的是選擇性催化還原（SCR）煙氣脫硝技術(shù)。SCR脫硝裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、脫硝效率高、運(yùn)行可靠、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)[1]。在煙氣脫硝的同時(shí)，催化劑使部分煙氣中SO2氧化成SO3，SO3與SCR脫硝過程中未反應(yīng)的氨反應(yīng)生成硫酸氫銨。硫酸氫銨具有粘性，會(huì)對(duì)空預(yù)器造成危害[2]。2014年初，#6爐A、B空預(yù)器發(fā)生堵塞。負(fù)荷530 MW時(shí)，A空預(yù)器煙氣側(cè)壓差2.5 kPa，B空預(yù)器煙氣側(cè)壓差3.5 kPa，熱一次風(fēng)壓晃動(dòng)2.4 kPa，影響機(jī)組負(fù)荷能力和安全運(yùn)行。

1 空預(yù)器堵塞的原因分析

（1）煤種的選擇對(duì)硫酸氫銨生成量有一定的影響。我廠配燒有高硫煤種，為C層粉。運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，SO2濃度最高超過1600 mg/Nm3。而最高時(shí)對(duì)于給定的SO2濃度和溫度，就實(shí)際生成的SO3量而言，SO3的生成率幾乎不變[3]。那么，SO2濃度越大，轉(zhuǎn)化為SO3量就越大，若機(jī)組氨逃逸不便，則氨將最大限度轉(zhuǎn)化為硫酸氫銨。

（2）在脫硝過程中由于氨的不完全反應(yīng) ，SCR煙氣脫硝過程氨逃逸是難免的，并且氨逃逸隨時(shí)間會(huì)發(fā)生變化，氨逃逸率主要取決于以下因素：①注入氨流量分布不均；②設(shè)定的NH3/NOx摩爾比；③溫度；④催化劑堵塞；⑤催化劑老化。

實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)氨逃逸率逐漸增大，為了維持機(jī)組脫硝效率和和NOx排放達(dá)標(biāo)，不斷增加噴氨量，進(jìn)一步加大了氨逃逸率，進(jìn)而增加了硫酸氫銨的生成率。

（3）空預(yù)器冷段高度增加。在通常運(yùn)行溫度下，硫酸氫銨的露點(diǎn)為147℃，其以液體形式在物體表面聚集或以液滴形式分散于煙氣中。液態(tài)的硫酸氫銨粘性很強(qiáng)，在煙氣中會(huì)粘附飛灰[4]。煙氣經(jīng)過空預(yù)器熱段后，排煙溫度降低，當(dāng)溫度降至185℃以下時(shí)，煙氣中已生成的氣態(tài)硫酸氫銨會(huì)在空預(yù)器冷段的傳熱元件上凝固下來，造成空預(yù)器冷段積鹽與結(jié)垢，影響空預(yù)器的正常運(yùn)行[5]。140～230℃之間的溫區(qū)位于空預(yù)器常規(guī)設(shè)計(jì)的冷段層上方和中間層下方，由于硫酸氫銨在此溫區(qū)為液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變階段，具有極強(qiáng)的吸附性，會(huì)造成大量灰分在空預(yù)器沉降，引起空預(yù)器堵塞。#6爐空預(yù)器改造后熱段減小，冷段增加，硫酸氫銨在空預(yù)器沉積結(jié)垢的幾率增大。

（4）低負(fù)荷時(shí)段增長。對(duì)比#6爐歷年的負(fù)荷曲線，發(fā)現(xiàn)#6爐的負(fù)荷率逐漸下降?？疹A(yù)器入口煙氣低溫時(shí)間增長，對(duì)硫酸氫銨在空預(yù)器的沉積也有一定的影響。

2 預(yù)防和處理

（1）由于燃煤的含硫量決定著煙氣中SO3的含量，而SO3的含量對(duì)硫酸氫銨的形成有顯著影響，所以對(duì)于不同的煤種，SCR中氨逃逸量的控制也不同[5]：低硫煤（含S量為1%），氨逃逸量<6 ppm；中硫煤（含S量為1.5%），氨逃逸量<4 ppm；高硫煤（含S量為3%），氨逃逸量<2 ppm。

（2）空預(yù)器改造。硫酸氫銨在空預(yù)器的中溫段至低溫冷段的溫度區(qū)間具有很強(qiáng)的粘性，容易吸附灰塵堵塞空預(yù)器。因此必須對(duì)空預(yù)器進(jìn)行改造。由于空預(yù)器的絕大部分中溫段和部分低溫冷段處于產(chǎn)生硫酸氫銨堵塞的溫度區(qū)間，為了避免兩段連接間隙內(nèi)的硫酸氫銨堵塞搭橋可將傳統(tǒng)的低溫冷段和中溫段合并為一段。由于搪瓷傳熱元件具有良好的傳熱性能、防腐性能，因此可將冷段更換為搪瓷表面?zhèn)鳠嵩邷囟蝹鳠嵩Ａ羰褂谩?/p>

（3）吹灰汽源更換?？疹A(yù)器堵塞前使用輔助蒸汽對(duì)空預(yù)器吹灰，汽壓0.6 MPa～0.9 MPa，溫度180～210℃。更換為鍋爐后屏過熱器出口蒸汽，溫度500～530℃，在鍋爐正常變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)壓力在18～24.2 MPa?？梢悦黠@改善空預(yù)器的堵塞狀況。

（4）使用在線高壓水沖洗。使用超高壓清洗設(shè)備，清洗噴頭為直噴、前沖式，使用壓力20～80 MPa；流量為50～90 L/min。把冷端、中溫端附著垢質(zhì)進(jìn)行清除。堵塞的灰垢經(jīng)高壓水沖洗流下，經(jīng)排水管放出及隨煙氣蒸發(fā)，從而使冷端、中溫端段疏通，清除預(yù)熱器內(nèi)板間夾雜的垢物。

3 結(jié)論

總之，選擇催化還原SCR脫硝系統(tǒng)隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，氨逃逸率必然增大。若增加催化劑的層數(shù)，會(huì)增大SO3的轉(zhuǎn)化率。硫酸氫銨的生產(chǎn)量都會(huì)增加?？疹A(yù)器就會(huì)發(fā)生堵塞。所以，既要保證脫硝環(huán)保參數(shù)合格，又要減少脫硝副產(chǎn)物對(duì)鍋爐運(yùn)行安全的影響，就得使用一些實(shí)際可操作的方法減少硫酸氫銨的生成量，或者在發(fā)生空預(yù)器堵塞時(shí)設(shè)法疏通，避免停機(jī)。

參考文獻(xiàn)

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