火電廠脫硝機組空預(yù)器堵塞原因及應(yīng)對措施

摘要：投運脫硝后，國內(nèi)很多燃煤鍋爐出現(xiàn)了空預(yù)器差壓增大，甚至堵塞現(xiàn)象?？疹A(yù)器壓差明顯增大。鍋爐脫硝裝置投產(chǎn)后，首次在空預(yù)器發(fā)現(xiàn)主要成分為硫酸氫氨的黏稠狀物質(zhì)。

關(guān)鍵詞：空預(yù)器;脫硝;堵塞

火力發(fā)電機組在超低排放改造后，空預(yù)器差壓逐漸升高，影響機組的安全性和經(jīng)濟性，通過對空預(yù)器堵塞的原因進行全面分析，對空預(yù)器堵塞的治理制定有效應(yīng)對措施，實施后達到了防止空預(yù)器堵塞的目的，進而確保其始終處于良好的工作狀態(tài)之中，為脫硝機組的安全平穩(wěn)運行提供可靠的保障，對于從事相關(guān)工作的技術(shù)人員具有一定的借鑒意義。

1空預(yù)器堵塞的原因分析

1.1入爐煤硫份偏高

該廠燃煤鍋爐設(shè)計煤種為淮南煙煤，收到基全硫St.ar為0.35%，校核煤種為淮北煙煤，收到基全硫St.ar為0.7%，然而實際上燃用煤種煤源比較多，變化較大，煤種含硫量在0.35～2%之間變化，進廠煤種較大偏離了設(shè)計值。入爐煤含硫量偏高，造成煙氣中SO2含量增大，使煙氣露點溫度升高，當空預(yù)器冷端溫度低于或接近煙氣露點時，預(yù)熱器中存在的硫酸蒸汽遇到溫度較低的波形板，就會在其上凝結(jié)，并且由于煙氣中含有大量的灰分，就會與冷凝的硫酸蒸汽結(jié)合，長此以往就會堵塞預(yù)熱器孔道，引起差壓升高。

1.2氨逃逸高

機組運行中，NH3與NOX反應(yīng)不充分、運行中過噴氨、脫硝效率下降以及部分催化劑存在堵塞，均會造成煙氣中NH3增加，引起氨逃逸量的增加，從而增加煙氣中NH3的體積分數(shù)，NH3進入空預(yù)器，與H2SO4蒸汽反應(yīng)，形成NH4HSO4[1]。當溫度低于NH4HSO4的沸點時，其就會凝結(jié)在預(yù)熱器的蓄熱片上，并且液相的NH4HSO4具有非常高的黏性，進而造成灰分顆粒的大量聚集，導致蓄熱片間通道變小，引起空預(yù)器差壓變大。

1.3空預(yù)器吹灰效果不理想

在實際的工作過程中，空氣預(yù)熱器的吹灰效果會受到多種因素的影響，進而導致其吹灰效果發(fā)生不同程度的變化。當其受到的影響較大時，其吹灰能力就會大大降低，導致其無法進行徹底的吹灰作業(yè)，進而影響了吹灰效果，造成空氣預(yù)器傳熱元件灰塵的逐漸聚集，從而造成了積灰現(xiàn)象。

1.4空預(yù)器吹灰器設(shè)計不合理

空預(yù)器吹灰器在設(shè)計時有兩臺吹灰器，且只在熱端有吹灰器，空預(yù)器冷端沒有吹灰器，空預(yù)器吹灰時，冷端無法吹灰，容易在冷端積灰，存在吹灰死角。

1.5煤粉細度不合格

煤粉細度的不合格，使煤粉在鍋爐中燃燒不完全，煙塵中粗灰比例較大，隨著煙氣的流動，顆粒較大的灰分就會逐漸在尾部煙道進行聚集，進而導致空氣預(yù)熱器發(fā)生不同程度的堵塞。

2空預(yù)器堵塞的現(xiàn)象及危害

2.1空預(yù)器堵塞的現(xiàn)象

在運行過程中，發(fā)現(xiàn)空預(yù)器煙氣壓差增大，一次風壓、二次風壓有規(guī)律的增大或者減小;一次風機、送風機、引風機電流出現(xiàn)擺動，這就說明空預(yù)器此時已經(jīng)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

2.2空預(yù)器堵塞的危害

空預(yù)器堵塞不僅影響鍋爐的經(jīng)濟運行，還影響鍋爐的安全運行?？疹A(yù)器流動阻力增大，會增大風機電耗;熱一次風壓、二次風壓、周期性擺動，會使風機電流忽大忽小，容易引起送風機喘振。還會加劇空預(yù)器低溫腐蝕，嚴重堵塞時，還會導致鍋爐限負荷，甚至停爐檢修。

3改善空預(yù)器堵塞的措施

3.1控制入爐煤質(zhì)

在考慮機組安全性上應(yīng)適當降低入爐煤質(zhì)的硫份，對緩解和控制空預(yù)器堵塞有較好的作用。另外，煤種的灰分對空預(yù)器堵塞也有較大的影響，應(yīng)對其進行適當限制。

3.2優(yōu)化運行調(diào)整

盡量控制排煙溫度在合理范圍，略高于露點溫度。保證爐膛氧量滿足最低氧量要求，減少生產(chǎn)不完全燃燒產(chǎn)物，有效抑制空預(yù)器堵灰;同時，氧量不能太大，避免生成大量的SO3。煙氣中的硫份越多，生成的硫酸氫氨的量就會越大。加減負荷過程中，保持制粉系統(tǒng)在最佳的運行方式;啟停制粉系統(tǒng)時，保持足夠的一次風溫和出口溫度，增大煤粉細度，減少未完全燃燒，可以有效減小尾部空預(yù)器堵灰。

3.3空預(yù)器激波吹灰

利用乙炔與空氣通過流量控制裝置按一定比例混合，由高能點火裝置點燃燃氣混合器內(nèi)的混合氣體，混合氣體發(fā)生爆燃，在紊流器中形成高壓、高速氣流，由沖擊管噴口噴出，產(chǎn)生瞬間沖擊波;沖擊波將能量積聚于極短時間和空間，在氣體介質(zhì)中形成能量間斷面，使氣流的壓力和速度產(chǎn)生突變，其瞬間傳播速度可達1000m/s，其波峰瞬時壓力值大約1Mpa。當沖擊波作用于積灰表面時，其聲能和動能將對灰塵粒子產(chǎn)生沖擊和加速擾動，使之與受熱面分離，從而脫落。

3.4做好停爐后空預(yù)器的水清洗工作

在機組的檢修期間，需要對空氣預(yù)熱器進行系統(tǒng)全面的檢測。一旦發(fā)現(xiàn)堵灰情況就要及時進行清理，確保空氣預(yù)熱器的暢通運行。同時，還要注意的是NH4HSO4與水接觸后就會形成具有腐蝕性的溶液，在沖洗的過程中，要適當提高其pH值，進而確保沖洗效果。將空氣預(yù)熱器徹底烘干方可啟動引、送、一次風機，運行前檢查空氣預(yù)熱器確認已干燥，否則不得擅自啟動引、送、一次風機運行，防止鍋爐啟動時大量灰粒粘貼到換熱元件。

3.5減少脫硝入口NOX

一般控制NOX入口不大于450mg/m3，否則噴氨量較大對空預(yù)器差壓有一定影響。運行中可以通過調(diào)整配風、及時啟停制粉系統(tǒng)、減少爐膛送風量等措施來減少NOX的生成，從而降低噴氨量，減小NH4HSO4的生成。合理的制粉系統(tǒng)的運行方式，對降低脫硝入口NOX有著明顯效果，特別是在低負荷時，制粉系統(tǒng)運行方式對脫硝入口NOX有較大的影響，入口NOX的減少，會大幅度降低噴氨量，減少和緩解空預(yù)器堵塞情況。

3.6高壓水沖洗

加裝空預(yù)器清洗系統(tǒng)。當空預(yù)器出現(xiàn)堵灰嚴重，煙氣側(cè)差壓變大時，及時安排進行空預(yù)器清洗并徹底通風干燥。某電廠調(diào)研結(jié)果表明，在線高壓水沖洗可以有效減小空預(yù)器堵塞。

空預(yù)器壓差達到2500pa以上時，潮州電廠采用過在線高壓水沖洗（空預(yù)器吹灰器自帶高壓水），水壓20MPa，75%負荷以上進行沖洗，間斷進行，總沖洗時間8-10小時，1000MW機組空預(yù)器差壓約下降800～1000Pa，600MW機組空預(yù)器差壓約下降500～700Pa，沖洗效果能維持三個月左右的時間。

3.7進行設(shè)備技術(shù)改造和維護

可以通過加裝省煤器煙氣旁路，提高低負荷工況下SCR入口煙氣溫度;采用更準確的氨逃逸測量裝置，減少NH4HSO4的生成。對空預(yù)器結(jié)構(gòu)、材料進行改造;當出現(xiàn)空預(yù)器運行參數(shù)異常時，及時停爐維修。

某廠#1爐空預(yù)器壓差高主要原因是冷端波紋板出現(xiàn)松動，煙氣通道變窄，且冷端和熱端的波紋板波形不一致，造成冷熱端煙氣通道的同心度差，通流阻力大引起差壓增大。波紋板松動繼續(xù)發(fā)展下去就有可能出現(xiàn)波紋板振動撕裂產(chǎn)生碎片進一步堵塞通道，加劇空預(yù)器的堵塞。

3.8加強對磨煤機的檢修調(diào)整

加強對煤粉細度的監(jiān)測，加強對磨煤機的運行調(diào)整，保證煤粉細度在規(guī)定范圍，調(diào)整鍋爐燃燒，盡量讓其燃燒充分。

結(jié)語

當前，電力市場競爭已進入白熱化階段，深入探討和研究空預(yù)器防堵塞技術(shù)對于保證燃煤機組的安全、經(jīng)濟、環(huán)保、可靠運行具有重要的作用，同時是實現(xiàn)機組出力調(diào)的下、帶得上，穩(wěn)得住的一項關(guān)鍵。雖然目前已經(jīng)提出了空預(yù)器堵塞治理的多種辦法，但仍有一些問題是我們所不能解決的。在今后的工作中，我們應(yīng)創(chuàng)新思維、不斷尋找行之有效的解決方法，提高空預(yù)器安全運行的可靠性，從而為推動燃煤機組高質(zhì)量、高效率運行做出貢獻。

參考文獻

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作者簡介：林浩（1984-）男 湖北武漢人，助理工程師;