燃煤電廠空預器堵塞加劇原因及防治分析

何皴

摘要：伴隨環保壓力日益增大，霧霾天數越來越多，燃煤電廠是最被關注的眾多污染源之一。近年來，所有的燃煤電廠都對鍋爐進行了超低排放改造。改造后煙囪出口NOx排放指標降低，但同時帶來了一個非常嚴峻的問題：空預器堵塞加劇。本文以華電渠東330MW燃煤電廠為例分析該問題的解決辦法。

關鍵詞：空預器堵塞；預防和處理

一、空預器堵塞加劇情況介紹

在降低NOx排放的過程中，需要向鍋爐內加入NH3來與爐膛出口NOx反應，而NH3化學反應不完全，逃逸率相對升高同時催化劑中的v等多種金屬會對S02的氧化起催化作用，S02/S03氧化率較高，NH3與S03容易形成NH4HS04（即ABS）造成空預器堵塞或腐蝕?？疹A器堵塞較重時會引起一次風、二次風風壓增大、爐膛負壓難以維持，并出現擺動現象，嚴重時導致送、引風機發生喘振、一次風壓大幅周期波動，一次風管有堵塞危險，嚴重影響燃燒?？疹A器堵灰還會造成鍋爐排煙溫度升高，風煙系統阻力增加，一次風、二次風正壓側和煙氣負壓側的壓差增大，增加了空預器漏風，堵灰嚴重還會影響鍋爐的帶負荷能力。

二、SCR超低排放對空預器的影響

自脫硝投運以來，空預器壓差偏大，而在實行超低排放后，這一現象更加突出。高負荷時達到2KPa左右，吹灰器投運后效果不明顯，原因分析如下。

1、空預器硫酸氫銨堵塞

燃煤鍋爐爐膛內煙氣中的SO₂約有0.5%～1.0%被氧化成S03。加裝SCR系統后，催化劑在把NO_x還原成N₂的同時，將約1.0%的SO₂氧化成SO₃。

SCR反應器出口煙氣中存在的未反應的逃逸氨（NH₃）、SO₃及水蒸氣反應生成硫酸氫銨或硫酸氨：

NH₃+SO₃+H₂O→NH₄HSO₄

2NH₃+SO₃+H₂O→（NH₄）₂SO₄

當煙氣中的NH₃含量遠高于SO₃濃度時，主要生成干燥的粉末狀硫酸氨，不會對空預器產生粘附結垢。當煙氣中的SO₃濃度高于逃逸氨濃度時，主要生成硫酸氫銨（ABS）。硫酸氫銨的物理性質，根據溫度不同，呈現不同的物理狀態，在147℃以下，呈現堅固的固態；在147℃-250℃范圍內，呈現稱嚴重的鼻涕狀態，常規的蒸汽吹灰和激波吹灰難以去除，在250℃以上升華。由于空預器溫度梯度變化從320℃-120℃之間，這使得極易吸附并粘結沉積在空預器換熱元件中部，從而使空預器堵塞加劇。

三、空預器堵塞的其他原因

1、鍋爐燃煤煤種不符合設計值

現代燃煤發電企業追求效益，會采用高硫分、低揮發分、低發熱量煤種。燃煤低發熱量過低，會造成燃煤量、煙氣量增大，增加了空預器阻力?；曳诌^高，造成鍋爐各受熱面積灰及磨損嚴重。

2、機組啟停時容易造成空預器堵塞

機組啟停機時，鍋爐排煙溫度低，容易造成煙氣中硫酸蒸汽和水蒸汽在空預器低溫段結露，煙氣中的飛灰粘連在蓄熱元件上。同時在鍋爐點火過程中，爐膛溫度較低，鍋爐飛灰中含有大量的未燃燼煤粉，大量或者長時間投運油槍時，未燃燼的油污及未燃燒的煤粉進入空預器增加了堵灰的風險。為防止未燃燼的煤粉在空預器蓄熱元件處積聚，投入空預器蒸汽吹灰連續運行.長時間排煙溫度過低造成煙氣中的燃燒產生的水蒸汽和吹灰蒸汽在空預器蓄熱元件低溫部位凝結，飛灰粘連，加劇空預器的堵灰。

3、空預器吹灰介質未達到設計值

空預器采用蒸汽吹灰時，疏水不暢或時間過短，造成空預器吹灰蒸汽過熱度不足，吹灰效果差?？疹A器吹灰蒸汽過熱度應保持在111-130℃?？疹A器吹灰器故障、減壓閥調節性能不好，蒸汽帶水，不但減弱吹灰效果，嚴重時還會在高溫下與積灰泥化板結。

4、空預器吹灰器蒸汽閥門不嚴泄漏

空預器吹灰器進汽閥門不嚴密，導致水蒸氣漏入空預器內部，導致空預器堵塞。故此，在每次停爐時，對空預器吹灰進汽閥進行檢查處理，能有效避免此原因導致的堵塞發生。

5、省煤器灰斗處下灰不暢容易引起空預器堵塞

省煤器灰斗處若下灰不暢，大顆粒飛灰進入空預器容易造成空預器堵塞。

四、空預器堵塞的預防及處理

超低排放改造后為了更好地控制空預器堵塞情況，必須采取技術手段，杜絕空預器堵塞的原因，從根本上降低或者杜絕空預器堵塞情況發生。

1、加強對煙氣導流板檢查及噴氨格柵均勻性的調整

優化設計安裝煙氣導流板及噴氨格柵，制定噴氨格柵定期調整試驗機制，每次檢修均應對噴氨格柵進行一次優化并檢查噴嘴有無堵塞或脫落，防止煙氣流暢或噴氨不均勻造成反應效率下降，浪費氨氣的同時造成空預器硫酸氫銨堵塞。

2、控制氨逃逸濃度

機組每次檢修啟動后根據運行情況均應進行噴氨均勻性試驗，需嚴格控制噴氨量，防止過度噴氨，并定期進行氨噴射系統的噴氨流量平衡調整，防止局部噴氨過大造成氨逃逸濃度升高，加強聲波吹灰及蒸汽吹灰維護管理，避免催化劑積灰引起煙氣流場不均，運行中細心調整，特別是工況變化時嚴格控制噴量并加強對氨逃逸濃度的監視，發現氨逃逸濃度異常升高，應立即降低噴氨量，查找原因，避免長時間不均勻運行。

3、空預器蓄熱元件改造并徹底進行高壓水沖洗

對于三段式空預器，ABS出現在中溫段底部及中溫段與低溫段交界處，交界處的硫酸氫銨要比受熱面嚴重，而且不易清除。所以進行空預器改造也是有效避免空預器堵塞的方法之一。將三段式空預器更換為兩段式空預器，冷端蓄熱元件度搪瓷、采用“閉式”波形元件并包括全部硫酸氫銨凝結區域。另外對于每次檢修均應對空預器蓄

熱元件采用高壓水沖洗，通過檢查蓄熱元件干凈程度以確定沖洗質量是否合格，正常兩臺空預器沖洗合格需要進行三天左右。沖洗結束后一定要進行充分干燥，防止啟動時大量灰粒粘貼到換熱元件。

4、合理控制噴氨量

合理控制SCR出入口參數，避免過調。根據設計條件，每臺爐SCR系統都有設計最大噴氨量，當自調或人工調整時，應當注意不要高于此限值，若是需要大量噴氨才能將Nox降低到超低排放值，應盡快通過其他手段降低爐膛出口NOx，不應僅靠過噴氨量來實現低NOx排放。

5、加強吹灰器進汽閥的治理

每次停爐后對空預器吹灰進汽閥進行檢查處理，保證運行中不發生濕蒸汽泄漏到空預器換熱元件上。

6、加強省煤器輸灰系統綜合治理

鍋爐日常運行中定期對省煤器落灰管全面檢查，保證下灰、輸灰正常，加強省煤器灰斗料位的監視和控制，一旦發現，立即聯系檢修進行處理。同時利用停爐機會，檢查省煤器灰斗真實料位，徹底疏通輸灰管線。

7、及時投入送風機及一次風機暖風器運行

形成ABS需要一定的溫度條件，及時投入送風機及一次風機暖風器提高空預器綜合溫度，可將ABS下移，并有利于通過吹灰進行清除。

8、對空預器要進行定期吹灰且吹灰蒸汽要保證足夠的過熱度

空預器吹灰按期進行，如果發現空預器差壓有上升趨勢，應縮短吹灰時間間隔并利用高負荷時段連續吹灰。

9、制粉系統投運時盡量滿足著火能量

在機組啟動時采用揮發份較高的煤種，減少制粉系統啟動初期大量不完全燃燒產物的生成，在機組啟動和點火期間，入爐煤硫份控制在1.0%以下；在機組正常運行時，入爐煤硫份控制在1.5%以下，以減少煙氣中S02和S03的生成量，降低硫酸氫銨生成的幾率從而抑制空預器堵灰的發生。

10、定期更換催化劑層

建立各爐催化劑臺賬，對催化劑進行全壽命管理，及時更換失效的催化劑，保證脫硝反應效率。

五、結束語

空預器腐堵塞現象是燃煤電廠普遍存在的問題，盡管各燃煤電廠在鍋爐設計、安裝和運行中都已充分考慮并采取了防止堵塞的措施，但實際運行中仍然不能杜絕空預器堵灰的問題，而現在的超低排放使空預器堵塞加劇。因此，持續做好防止空預器堵塞工作，特別是防止嚴重堵塞，保證機組安全和經濟運行是一項長期而艱巨的任務，需要人人重視，把握好各個環節點。筆者的一點總結，希望能為讀者提供一點有用的信息。