降低豪頓華VN型空氣預(yù)熱器壓差增速

楊亮

摘 ? 要：本文通過(guò)對(duì)豪頓華VN型空氣預(yù)熱器壓差增速過(guò)大的原因進(jìn)行分析，找出空氣預(yù)熱器堵塞原因?yàn)榱蛩釟滗@堵塞換熱面，通過(guò)對(duì)硫酸氫銨生成機(jī)理進(jìn)行深入分析，找出主要原因?yàn)榭諝忸A(yù)熱器冷端綜合溫度偏低、SCR入口NOx含量過(guò)高、吹灰器作用不明顯，并根據(jù)找到的問(wèn)題進(jìn)行有針對(duì)性的處理，成功地減緩了空氣預(yù)熱器壓差增速，保障了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：空氣預(yù)熱器 ?壓差 ?硫酸氫銨 ?冷端綜合溫度 ?入口NOx含量 ?吹灰器

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（b）-0085-02

1 ?背景介紹

1.1 空氣預(yù)熱器分類(lèi)

空氣預(yù)熱器是鍋爐尾部煙道中的煙氣通過(guò)內(nèi)部的散熱片將進(jìn)入鍋爐前的空氣預(yù)熱到一定溫度的換熱元件。用于提高鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗?，F(xiàn)代鍋爐采用的空氣預(yù)熱器可分為管箱式、回轉(zhuǎn)式兩種。

1.2 我公司空氣預(yù)熱器重要參數(shù)簡(jiǎn)介

我公司二期每臺(tái)鍋爐所配置兩臺(tái)空氣預(yù)熱器為豪頓華VN空預(yù)器。型號(hào)為26.5VN1770。換熱元件分兩層布置，熱端為低碳鋼元件，冷端為等同考登鋼元件。氣流布置：煙氣向下，空氣向上。每臺(tái)預(yù)熱器驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)主、輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)，變頻器驅(qū)動(dòng)。為保證受熱面清潔，增強(qiáng)傳熱效果，每臺(tái)空氣預(yù)熱器配兩只豪頓擺臂式吹灰器，分別布置在入口和出口過(guò)渡煙道上。吹灰器使用過(guò)熱蒸汽作為吹灰介質(zhì)，設(shè)計(jì)蒸汽壓力為（1.0±0.1）MPa，溫度為300℃～350℃，每只吹灰器的吹掃時(shí)間約為30min。每臺(tái)空氣預(yù)熱器熱端和冷端中間增設(shè)兩臺(tái)聲波吹灰器，采用南京常榮生產(chǎn)的奧笛牌可調(diào)頻高聲強(qiáng)聲波吹灰系統(tǒng)。氣源為壓縮空氣，吹灰壓力0.3～0.8MPa之間。設(shè)計(jì)冷端綜合溫度不低于148℃。每臺(tái)空氣預(yù)熱器空氣側(cè)入口處均設(shè)有暖風(fēng)器一臺(tái)。

1.3 工作原理

空氣預(yù)熱器壓差分為空氣側(cè)和煙氣側(cè)，是空氣預(yù)熱器運(yùn)行的一項(xiàng)重要指標(biāo)。若空氣預(yù)熱器壓差過(guò)大，說(shuō)明空氣預(yù)熱器換熱元件中間隙內(nèi)發(fā)生堵塞，輕則引起送、引風(fēng)機(jī)不暢;制粉系統(tǒng)出力增大、鍋爐排煙溫度升高。重則機(jī)組效率降低;停機(jī)消缺等影響安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的狀況發(fā)生。

1.4 運(yùn)行現(xiàn)狀

公司二期鍋爐于2013年年底為滿(mǎn)足環(huán)保排放要求進(jìn)行脫硝、低氮燃燒等技改工作。經(jīng)PI歷史曲線(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)：自2015年起，各爐空氣預(yù)熱器壓差出現(xiàn)增速過(guò)快的跡象，且超過(guò)規(guī)定要求。以我公司#3爐空氣預(yù)熱器為例，表明空氣預(yù)熱器換熱面發(fā)生了積灰、堵灰情況。詳細(xì)情況見(jiàn)圖1。

一旦空氣預(yù)熱器積灰嚴(yán)重（空氣預(yù)熱器壓差>2.4kPa）就會(huì)嚴(yán)重危及機(jī)組的安全運(yùn)行，需采取措施予以消除，如停機(jī)處理或進(jìn)行高壓在線(xiàn)水沖洗時(shí)，前者機(jī)組停運(yùn)影響負(fù)荷率，后者沖洗一次所需費(fèi)用頗高，且所需時(shí)間較長(zhǎng)。

2 ?原因分析

我公司#3機(jī)組安裝的煙氣脫硝裝置采用在尾部豎井煙道內(nèi)安裝了脫硝系統(tǒng)，采用SCR工藝脫硝，經(jīng)與兄弟電廠(chǎng)調(diào)研溝通，采用此種工藝對(duì)煙氣脫硝后的機(jī)組均存在空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)壓差增速過(guò)快的問(wèn)題。

經(jīng)查閱相關(guān)資料，由于SCR脫硝工藝采用液氨為還原劑，煙氣中的逃逸氨與煙氣中的SO3反應(yīng)，生成硫酸氫銨和硫酸氨（NH3+SO3+H2O=NH4HSO4;2NH3+SO3+H2O =（NH4）2SOc）;根據(jù)硫酸氫銨與溫度之間的相態(tài)關(guān)系，在空氣預(yù)熱器常規(guī)設(shè)計(jì)的冷段層上方和中間層下方，由于硫酸氫銨在此區(qū)域?yàn)橐簯B(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變階段，具有極強(qiáng)的吸附性，會(huì)造成大量灰分在空氣預(yù)熱器內(nèi)沉降，不僅降低了空氣預(yù)熱器換熱效果，還會(huì)在空氣預(yù)熱器的低溫處產(chǎn)生腐蝕，引起空氣預(yù)熱器堵塞及阻力上升。

根據(jù)硫酸氫銨生成機(jī)理經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)找出影響空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)壓差增速快的主要原因。

（1）空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度偏低。造成大量灰分在空氣預(yù)熱器內(nèi)沉降從而影響壓差變化。

（2）SCR入口NOx含量過(guò)高。SCR入口NOx含量過(guò)高會(huì)增大煙氣中的氮含量從而影響壓差變化。

3 ?針對(duì)原因采取的對(duì)策

3.1 空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度偏低

保證空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度。必須嚴(yán)格執(zhí)行暖風(fēng)器投運(yùn)管理規(guī)定，控制空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度（排煙溫度與空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫之和）在合理范圍內(nèi)，所以要求及時(shí)投入暖風(fēng)器運(yùn)行?？諝忸A(yù)熱器壓差有上升時(shí)，可根據(jù)上升趨勢(shì)，適當(dāng)提高冷端綜合溫度。但由于設(shè)計(jì)原因，空氣預(yù)熱器的冷端綜合溫度嚴(yán)禁超過(guò)230℃。冬季環(huán)境溫度低，空氣預(yù)熱器冷端腐蝕和堵灰現(xiàn)象發(fā)展較為迅速，應(yīng)密切監(jiān)控空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度值。并觀(guān)察對(duì)空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)壓差的影響。見(jiàn)表1。

因此由表1可以看出空預(yù)器冷端綜合溫度180℃以上對(duì)于空預(yù)器壓差并無(wú)明顯的降低效果，得出空預(yù)器冷端綜合溫度180℃為最佳經(jīng)濟(jì)工況的。

3.2 SCR入口NOx含量過(guò)高

（1）正常運(yùn)行中，通過(guò)燃燒調(diào)整，嚴(yán)格控制 SCR入口NOx濃度，以降低噴氨量。當(dāng)外界負(fù)荷波動(dòng)大時(shí)，加強(qiáng)燃燒調(diào)整，適當(dāng)降低過(guò)量空氣系數(shù)，控制合理噴氨量，滿(mǎn)足系統(tǒng)所需噴氨量，并不超上噴氨與稀釋風(fēng)比上限值。

（2）優(yōu)化增、減負(fù)荷時(shí)低氮燃燒的二次配風(fēng)方式，加強(qiáng)對(duì)脫硝反應(yīng)器入口NOx濃度的監(jiān)督和控制，避免在增減負(fù)荷時(shí)噴氨過(guò)量。盡量控制氨逃逸在較低值運(yùn)行，嚴(yán)格避免氨逃逸量大于3ppm的情況。在不斷調(diào)整和數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)上，保證脫硝系統(tǒng)出口NOx排放濃度滿(mǎn)足環(huán)保要求的同時(shí)，找到脫硝反應(yīng)器出口NOx濃度的最優(yōu)值。

（3）當(dāng)負(fù)荷過(guò)低時(shí)，脫硝反應(yīng)器入口煙溫較低，應(yīng)盡量保留上層燃燒器運(yùn)行，并及時(shí)調(diào)整煙氣擋板;除此之外，還可申請(qǐng)值長(zhǎng)審批，增大本爐對(duì)外供汽量，以保證SCR脫硝系統(tǒng)入口煙氣溫度在300℃以上運(yùn)行。

（4）保證脫硝聲波吹灰器在程控程序控制下連續(xù)運(yùn)行，及時(shí)檢查調(diào)整聲波吹灰器的供氣壓力。保證SCR系統(tǒng)出入口壓差正常，進(jìn)出口壓差<600Pa，若SCR催化劑進(jìn)出口壓差增大較快，迅速檢查聲波吹灰系統(tǒng)是否工作正常;當(dāng)出入口壓差每層差壓高于300Pa或反應(yīng)器整體差壓高于800Pa時(shí)，進(jìn)行SCR脫硝系統(tǒng)蒸汽吹灰。

4 ?對(duì)策實(shí)施的效果對(duì)比

通過(guò)對(duì)以上對(duì)策實(shí)施，大大降低了空氣預(yù)熱器壓差的增長(zhǎng)速度，維持機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。詳細(xì)比對(duì)見(jiàn)表2。

5 ?結(jié)語(yǔ)

本文敘述空氣預(yù)熱器經(jīng)脫硝改造后存在的壓差增速過(guò)快問(wèn)題，并對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行深入分析，找到主要原因并制定有效對(duì)策，通過(guò)提高空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度，降低SCR入口NOx含量，有效地降低了空氣預(yù)熱器壓差的增長(zhǎng)速度。

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