摘要：为了满足环保要求，降低N0x排放，电厂锅炉进行脱硝改造，由于机组烟风系统部分设备（暖风器、吹灰器、监测设备等）存在老化、缺陷或者停用状态且因日常疏于安全经济管控，在追求脱硝系统N0x低排放，造成氨逃逸较大，以增加NH4HSO4的生成，加之严寒天气、空预器吹灰效果差等不良因素并存，存在空预器堵塞的较大安全隐患。造成降低空预器换热能力，热风温度下降，风烟系统阻力增大或波动，致使一次风机、引风机过载或喘振，带来严重的安全风险和经济损失。为杜绝此类事件，对空气预热器堵塞的原因进行分析并制定防范措施。
关键词：空预器堵塞；N0x；NH4HSO4；安全风险；经济损失；防范措施
一、引言
某厂自2013年10月20日#2锅炉加装脱硝系统投运以来，未出现空预器堵灰现象。在2016年1月份初#2炉B空预器出现堵灰的现象，而且有不断增大的趋势。空预器堵灰一般出现在蓄热原件冷端低温腐蚀堵灰现象，而且堵灰会越来越严重，且恶化速度会较快，进入冬季环境温度下降时尤其明显。
二、脱硝运行情况
2016年10月10日17：40#2机组并网运行，21：00投入脱硝运行。10月10日开机以来，SCR 脱硝系统一直处于投运状态，现将最近几月空预器运行参数进行汇总对比，分析空预器堵灰情况的变化趋势和影响因素（如表格中所示）：
由统计数据可以看出，#2炉至2015年10月10日投运以来，B空预器进出口烟气差压、一、二次风差压都变化不大。至2016年1月15日开始，#2炉B空预器积灰情况明显发展。随着锅炉负荷率上升，空预器进出口烟气差压、一、二次风差压都随之升高，B 侧空预器一次风差压上升较为明显，B空预器随脱硝运行积灰情况均呈缓慢增长趋势。
随锅炉负荷率上升，主要原因还是脱硝运行喷氨流场不均造成氨逃逸偏高。此外随着环境温度降低，#2炉空预器漏风率高，冷端腐蚀积灰因素影响也会越来越大，虽然早投入二次风暖风器运行。1月27日#2炉空预器堵灰现象则更明显。
总结以上数据，我们基本得出以下几个观点：1）SCR脱硝系统的长期投运是造成此次空预器堵灰的主要因素2）空预器堵灰的严重程度随时间逐渐加剧，且根据现场运行经验与氨逃逸量密切相关3）环境温度降低会加剧堵灰现象。
三、空预器堵灰的原理
1、安装SCR 脱硝系统后，在电厂空预器烟气环境下，SCR脱硝系统中逸出的氨气与烟气中的三氧化硫、水蒸气生成硫酸氢铵凝结物即NH3+SO3+H2O----NH4HSO4硫酸氢铵在不同温度下会呈现不同状态，在150-200℃范围内会成液态，这一温度正好是空预器的低温段。液态的硫酸氢铵具有很大的黏性，附着在空预器受热面上捕捉烟气中的飞灰，严重影响空预器的阻力和流通换热能力，同时再次加剧腐蚀和堵灰。
2、SO2 在脱硝催化剂的作用下极易生成SO3，加速硫酸氢铵生成，同时也造成酸露点温度升高，因此容易加剧空预器酸腐蚀和堵灰。
3、加装SCR 装置后，烟气通过该装置阻力增加，造成SCR空预器热端压差增加了，空预器漏风率也随之增加，漏风增加进一步降低了空预器排烟温度，造成低温腐蚀。
综上分析，SCR 脱硝装置投运后，反应生成的硫酸氢铵在空预器受热面上沉积是影响空预器堵灰的直接原因。影响硫酸氢铵生成的主要反应物有NH3、SO3 和水蒸气，且低温对其影响较大，因此减少堵灰应从以上几个方面着手。
四、安全技术措施：
1.主要表计、测量装置定期检验制度：对氨逃逸测量装置、空预器各部差压表计（空预器出入口烟气压力、出入口一二次风压力）等测量表计定期检验制度，可1个月测量校验一次，确保表计测量的准确性。
2.实行逢停必检制度：锅炉空气预热器、脱硝催化剂、锅炉暖风器、喷氨格栅喷咀做到逢停必检。对空预器堵塞、磨损、腐蚀情况检查，必要时进行冲洗；脱硝催化剂积灰、磨损检查；冬季锅炉暖风器打压查漏；喷氨格栅堵塞情况检查、疏通等工作。对脱硝出入口烟道进行积灰检查、清理。
3.优化烟气流场和喷氨的均匀度：联系电科院，对锅炉脱硝出入口烟气流场的均匀性、喷氨的均匀性进行测量，必要时进行进行烟气及喷氨调均布试验，提高烟气与氨气的混合均匀度，降低氨逃逸量。
4.加强入炉煤混配掺烧管理：严格管控入炉煤煤质，杜绝燃煤硫份大于1.0%、灰分大于25%上仓入炉。从煤质成分上杜绝产生过多的硫氧化物，运行与燃料加强沟通，确保入炉煤的各项指标达到要求。做好入炉煤混配掺烧的同时，还要保证发热量和挥发份较高的煤种入炉，从而减少大量不完全燃烧产物的生成，达到抑止空预器堵灰的目的。
5.提高脱硝入口烟气温度：为保证机组低负荷时段，脱硝入口烟气温度在催化剂允许的连续喷氨运行温度以上。建议进行省煤器分级改造或加装尾部烟气旁路，借以提高机组低负荷时脱硝入口烟气温度，改善脱硝催化剂的工作条件，降低氨逃逸。
五、运行控制措施：
1.排烟温度的控制
1）机组负荷在400MW以下时尽量减少锅炉长吹频次，机组负荷
在360MW以下时减少锅炉短吹频次，尽量控制SCR入口烟温在330℃以上，防止机组低负荷期间因排烟温度低造成空气预热器的低温腐蚀和堵灰。
2.空预器出口一、二次风温的控制
1）机组运行中，保证高压辅汽联箱压力和温度在正常控制范围内，压力≥0.6MOPa，温度＞260℃。满足锅炉暖风器用汽需求。
2）应特别加强对暖风器的维护，调整供汽量和疏水量的平衡，防止疏水不畅导致暖风器换热效果降低。
3）运行中根据环境温度、一二次风量、排烟温度及时调整暖风器供汽量，尽量调整暖风器出口一、二次风温在25℃以 上，以确保空气预热器冷端综合温度在最低保证值以上。
3.空气预热器的吹灰
1）应确保空气预热器吹灰器正常程控投运。吹灰前要将吹灰蒸汽疏水彻底排净。同时吹灰蒸汽应保持足够120℃以上的过热度，避免湿饱和蒸汽经吹灰器进入空气预热器从而加剧堵灰。
2）正常时空预器冷端吹灰每班吹扫2次，最好选择在机组负荷在400MW以上的负荷进行吹扫。
3）如长时间低负荷运行，空气预热器冷端吹灰每2小时进行一次，并做好记录，防止因低负荷烟气流速较低使飞灰在空气预热器波纹板上积沉，进而引起空气预热器堵塞，发现吹灰器缺陷及时联系检修进行处理。
4.NOx的控制
1）机组运行中控制SCR入口NOx在300mg/m³以下，以降低喷氨量，在机组加、减负荷和启、停磨煤机时及时调整SOFA风门，控制SCR入口NOx浓度。特别是机组低负荷时，根据二次风箱差压调整SOFA风门的开度，确保SCR入口NOx在300mg/m³以下，控制喷氨量。
3）SCR出口NOx设定值控制在30-50mg/m³，控制脱硫出口在
30mg/m³以上，以降低喷氨量。
4）SCR 运行时，严格控制系统氨逃逸不大于3PPM，尽量降低
喷氨量（在保证脱硝效率的前提下，配合调整脱硝入口NOx值）。
5.空气预热器出、入口差压的监视
1）运行中应加强对空气预热器出、入口一次风、二次风及烟气
差压的监视，特别是在外部环境温度降低幅度较大时更应注意。此时，如果暖风器运行不正常或调整不当，很容易发生空气预热器冷端低温腐蚀及空气预热器堵塞。
2）当发现空气预热器出、入口一次风、二次风及烟气差压异常时，专业及时分析，查找原因，做出解决方案。
3）专业到每天对空气预热器各部差压进行监控、监管，对异常
变化做到及时分析，提出控制、调整措施。
6.控制氧量
1）当燃烧空气量增加时，火焰中的氧原子浓度增加，形成的SO3
量也增加，因此在运行中应注重燃烧调整，保持锅炉氧量在2.5-3.0%，减少SO3生成，从而最大限度地降低空气预热器的腐蚀。
7.省煤器输灰
1）运行中加强对省煤器输灰的检查和监控力度。由集控巡检每2小时就地检查，并在脱硝巡检记录本上填写检查情况。
2）根据机组负荷和燃煤灰分量，及时调整输灰频次和省煤器小
灰斗卸料时间，达到完全输灰的目的，避免因灰量大，输灰不及时，造成灰斗积灰板结堵塞现象。
六、结论
在2016年1月份初#2炉B空预器出现堵灰的现象后，停运对空预器进行冲洗，同时分析原因，按照以上防范措施进行控制，到现在空预器没有发生过堵塞现象。
论文作者:梁来旺
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：预热器论文; 烟气论文; 空气论文; 机组论文; 温度论文; 负荷论文; 暖风论文; 《电力设备》2018年第33期论文;