淺析超低排放改造后空預(yù)器堵塞及在線沖洗方案

潘建東

摘要：超低排放改造后，空預(yù)器堵塞問題非常普遍，本文針對一起空預(yù)器堵塞問題進(jìn)行原因分析并提出預(yù)防措施及在線清洗方案

關(guān)鍵詞：脫硝；催化劑；空預(yù)器堵塞；在線清洗

0引言

由于國家對環(huán)保要求的提高，各電廠近幾年均對燃煤機(jī)組進(jìn)行了超低排放改造，為保證氮氧化物不超標(biāo)，在變工況運(yùn)行時(shí)存在過量噴氨想象，長時(shí)間后煙氣側(cè)就會(huì)形成硫酸氫銨粘結(jié)物附著在空預(yù)器表面，造成空預(yù)器堵灰、腐蝕、甚至影響整個(gè)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。某電廠超低排放改造后，機(jī)組運(yùn)行3個(gè)月來空預(yù)器差壓逐漸增大發(fā)生了堵灰現(xiàn)象，導(dǎo)致鍋爐引風(fēng)機(jī)因空預(yù)器差壓大發(fā)生失速現(xiàn)象。本文就其中原因做出簡要分析，提出幾點(diǎn)預(yù)防措施及空預(yù)器在線清洗方案以供參考。

1鍋爐設(shè)備概況及超低排放改造情況

1.1鍋爐設(shè)備概況

該公司的鍋爐選用哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司自主設(shè)計(jì)和制造的超臨界燃煤鍋爐（HG-2115/25.4-YM12），鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐、單爐膛、前后墻對沖燃燒、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Ⅱ型布置。鍋爐制粉系統(tǒng)為正壓直吹式系統(tǒng)，采用低NOX軸向旋流燃燒器，空預(yù)器采用三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。

1.2超低排放改造情況

超低排放改造在NOX方面進(jìn)行了低氮燃燒器改造、脫硝催化劑增加備用層（3層）。

2空預(yù)器堵灰情況及原因

2.1空預(yù)器堵灰情況

機(jī)組于2015年12.24日超低排放改造后啟機(jī)，隨著機(jī)組連續(xù)運(yùn)行，空預(yù)器差壓不斷升高，01.23-02.01、02.29-03.03期間上漲速度較快，03.03日鍋爐引風(fēng)機(jī)因空預(yù)器差壓大發(fā)生失速現(xiàn)象，以下為440MW、500MW負(fù)荷段空預(yù)器參數(shù)對比表。

2.2空預(yù)器堵灰原因分析

2.21煙氣中S03含量增大

本次鍋爐超低排放改造，脫硝催化劑增加備用層（3層）。V205（催化劑）含量越高，脫硝效率越高，SO2向SO3的轉(zhuǎn)換率也會(huì)越高，煙氣中SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率增加，煙氣酸露點(diǎn)溫度隨之升高，空預(yù)器的腐蝕和堵灰風(fēng)險(xiǎn)就越大。

2.22氨逃逸超標(biāo)

煙氣中未反應(yīng)的氨與煙氣中的SO3及水蒸氣反應(yīng)生成硫酸氫氨，硫酸氫氨沉積溫度150℃-230℃，具有腐蝕性與粘性性，易沉積在空預(yù)器冷段并吸收煙氣中的飛灰物，在空預(yù)器低溫段產(chǎn)生低溫腐蝕與積灰，加劇空預(yù)器堵灰現(xiàn)象。

2.23空預(yù)器冷端綜合溫度低（空預(yù)器排煙溫度與冷風(fēng)溫度之和）

冷端綜合溫度低，易導(dǎo)致空預(yù)器低溫腐蝕與積灰，原理同2.2，該溫度應(yīng)大于148℃，冬天環(huán)境溫度低，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷不高時(shí)，我廠冷端綜合溫度基本達(dá)不到該要求。

2.4煤種中氮、硫含量大

煤種中的氮含量大，易導(dǎo)致煙氣中的NOX增大，噴氨量大，產(chǎn)生氨逃逸；硫含量大產(chǎn)生更多的S03，兩者反應(yīng)生產(chǎn)更多的硫酸氫氨，加劇空預(yù)器堵塞，01.23～02.01期間及02.25～03.02期間空預(yù)器差壓上漲速度較快，03.03日引風(fēng)機(jī)失速。查看配煤通知，1.25-1.29配合做機(jī)組環(huán)保超低排放改造監(jiān)測試驗(yàn)，期間均上高硫煤種；02.26-03.02配合做機(jī)組低氮燃燒器改造后熱態(tài)試驗(yàn)，期間均上高硫煤種；本文分析該原因?yàn)楸敬慰疹A(yù)器堵塞的主要原因。

2.5設(shè)備缺陷

聲波吹灰器缺陷（1.18-03.08共47條），大都是堵塞或電源跳閘，影響聲波吹灰器正常運(yùn)行，催化劑表面臟污積灰，增加煙道阻力，且未能與氨氣完成反應(yīng)，增加氨逃逸率。

省煤器輸灰系統(tǒng)缺陷（啟機(jī)至03.08共60條），導(dǎo)致無法正常下灰及輸灰，灰進(jìn)入脫硝區(qū)域及積在空預(yù)器。氨逃逸測點(diǎn)一直未處理好，無法正常監(jiān)視氨是否過剩?？疹A(yù)器吹灰缺陷，導(dǎo)致空預(yù)器無法正常吹灰，未能及時(shí)清除積灰。

3空預(yù)器在線沖洗方案介紹

1）清洗設(shè)備所配置的噴頭為直噴、前沖式，高壓水泵為額定壓力80MPa，額定流量為70L/min。在實(shí)際沖洗過程中，控制水泵出口沖洗壓力≤45MPa，噴口壓力≤38MPa，沖洗流量≤35 L/min。

2）架設(shè)沖洗設(shè)備在空預(yù)器冷端煙氣側(cè)，#3爐空預(yù)器內(nèi)部安裝沖洗車軌道，沖洗車從空預(yù)器后側(cè)專用沖洗門進(jìn)入；

3）為防止沖洗過程中造成空預(yù)器傳熱元件損壞，在正式?jīng)_洗前進(jìn)行試沖洗，試沖洗壓力由低到高，沖洗流量≤35 L/min。

4）試沖洗壓力初步設(shè)定為20MPa，沿空預(yù)器冷端外側(cè)進(jìn)行沖洗，連續(xù)60分鐘后沖洗車向前移動(dòng)25mm，再連續(xù)60分鐘后停止沖洗。在空預(yù)器冷端煙氣側(cè)人孔門檢查傳熱元件是否發(fā)生沖裂，偏斜和破損現(xiàn)象。若未發(fā)現(xiàn)異常，按上次沖洗方式，提高沖洗壓力5MPa/次，直至沖洗泵出口壓力達(dá)40MPa以上；

5）正常沖洗時(shí)，高壓水沖洗壓力控制在45MPa，由內(nèi)往外由電機(jī)帶動(dòng)自動(dòng)清洗，通過變頻控制速度，并觀察沖洗后的空預(yù)器壓差變化，適當(dāng)調(diào)整各步的沖洗時(shí)間，直至步退至空預(yù)器最外側(cè)，完成一次沖洗流程。

6）第一次沖洗流程結(jié)束后，根據(jù)沖洗后的空預(yù)器煙氣側(cè)差壓變化情況，再確定是否進(jìn)行第二次沖洗。

7）空預(yù)器沖洗后的最終目標(biāo)值，在鍋爐負(fù)荷670MW工況下，空預(yù)器正常運(yùn)行狀態(tài)后，煙氣側(cè)阻力2.0KPa。

4防止空預(yù)器堵灰的措施和建議

4.1控制氨逃逸

盡量提高底層制粉系統(tǒng)出力，減少上層制粉系統(tǒng)出力；控制煤粉細(xì)度在規(guī)定范圍內(nèi)，定期進(jìn)行化驗(yàn)；按熱工院試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行配風(fēng)及調(diào)整，減少脫硝入口NOX；加強(qiáng)脫硝參數(shù)監(jiān)視，加強(qiáng)噴氨調(diào)門調(diào)節(jié)，每天對比噴氨量等數(shù)據(jù)，避免過量噴氨；加強(qiáng)聲波吹灰器檢查及壓縮空氣疏水，引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后及時(shí)投入聲波吹灰器與稀釋風(fēng)機(jī)，避免催化劑表面積灰及氨氣噴嘴堵塞；避免長期低負(fù)荷運(yùn)行，煙氣溫度低，影響脫硝效率；停機(jī)時(shí)對各氨氣噴嘴進(jìn)行檢查，避免噴氨不均。

4.2加強(qiáng)配煤摻燒

降低氮、硫含量，減少NOX與SO3的生產(chǎn)。

4.3提高冷端綜合溫度

冬天時(shí)環(huán)境溫度低且負(fù)荷低，導(dǎo)致冷端綜合溫度偏低，我廠有設(shè)計(jì)熱風(fēng)再循環(huán)，可考慮冬天時(shí)投入運(yùn)行。

4.4加強(qiáng)檢查與監(jiān)視

脫硝聲波吹灰器、省煤器輸灰系統(tǒng)、空預(yù)器吹灰器系統(tǒng)加強(qiáng)檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)跟蹤檢修處理好；空預(yù)器吹灰前確保疏水干凈，溫度、壓力滿足要求；

加強(qiáng)SCR噴氨量、氨逃逸、NOX、風(fēng)機(jī)電流、空預(yù)器電流和空預(yù)器差壓等參數(shù)的運(yùn)行監(jiān)視工作。發(fā)現(xiàn)空預(yù)器差壓開始上漲時(shí)，提高空預(yù)器吹灰壓力及吹灰頻率；仍上漲時(shí)可考慮單側(cè)提高排煙溫度方案（上漲120H內(nèi)此方法還是有效的），堵塞嚴(yán)重時(shí)及時(shí)采取在線高壓水沖洗方案。

4.5建議

調(diào)試熱風(fēng)再循環(huán)，冷端綜合溫度低時(shí)進(jìn)行使用；空預(yù)器進(jìn)行防腐改造，空預(yù)器低溫段采用搪瓷表面?zhèn)鳠嵩?，隔斷腐蝕物與金屬接觸，易于清洗；對原設(shè)計(jì)空預(yù)器高壓沖洗水泵進(jìn)行調(diào)試或改造；進(jìn)行噴氨優(yōu)化試驗(yàn)，保證噴氨的均勻性。