摘要：通过对670t/h锅炉超低排放改造后存在严重预热器结垢堵灰问题的分析，及多种处理方法的使用，最终创造条件将锅炉干烧技术应用在实际工程中，并取得较好效果，同时详细介绍了锅炉干烧技术具体操作方法及注意事项，对行业推广提供一些有益的经验。
关键词：超低排放；预热器结垢；锅炉干烧技术
1 保定热电670t/h锅炉概况
保定热电10、11号机组锅炉为东方锅炉(集团)股份有限公司超高压、半露天布置燃煤锅炉，型号为DG670/13.7-19， 10号、11号锅炉于2015年进行了超低排放改造，采用SCR+SNCR工艺，入口NOX排放值≤500 mg/Nm3 (以NO2计)，出口 NOX排放值≤40mg/Nm3，脱硝效率＞82%设计，SCR装有3层催化剂。
正常运行中投入SNCR系统，控制炉膛出口NOX值≤450 mg/Nm3 ，SCR出口NOX值≤40 mg/Nm3。但由于SCR入口NOX值较一般直吹式制粉的锅炉高，为保证NOX排放指标达标，就需要保持较高的脱硝效率，因此氨逃逸率就会偏高，造成尾部管式空气预热器堵灰严重，预热器压差明显增大，引风机入口负压-5500Pa左右。经过检查，中温预热器堵灰严重，对其进行在线清理，效果不明显。于2016年1月11日停机进行清灰。
10号机组与11号机组运行情况相似，改造后运行相似时间即出现预热器堵灰情况。
2 锅炉超低排放改造主要内容
维持各受热面空间不变，使催化剂在350℃～390℃之间运行，考虑到高负荷工况下温度会超过催化剂使用极限温度，为了降低SCR入口烟气温度。在引风机出口烟道，引出左右各一根烟气循环管路，接入至SCR入口上升烟道。在循环烟道上左右各布置一套烟气调节挡板，将极端工况下SCR入口烟温从422℃降至400℃以下，采取掺混130℃的烟气降低催化剂入口烟温。
3 预热器堵灰情况介绍
3.1 首次堵灰经过
11号机组于2015年9月17日脱硝提升改造完成，并网发电， 9月26日发现甲侧排烟温度高，经过调整排烟温度趋于稳定，但两侧烟温还存在10℃偏差， 2015年10月15日甲、乙侧排烟烟温发生逆转，乙侧烟温开始高于甲侧烟温，至12月22日开始烟温差增大趋势开始加速， 2016年1月8日甲乙侧烟温偏差达到33℃。乙侧一次热风风温从298℃逐渐升高到315℃，至2016年1月11日甲乙侧风温差达到126℃，甲侧热风温度过低，只有190℃左右，由于脱硝热解风取自甲侧，热风温度过低导致脱硝系统无法正常运行，被迫停炉。
运行状态下，造成安全方面的影响主要有：（1）排烟温度高影响布袋除尘器的安全运行；（2）热解炉热风取自低温侧，为维持热解炉后温度，降低了SCR的喷氨量，增大SNCR喷氨量，SNCR满负荷运行，造成氨逃逸率偏高，堵塞情况会加重。
3.2 停炉后检查
停炉后对空气预热器进行检查，中温预热器管箱存在不同程度的堵灰现象，甲侧后部管箱堵灰最为严重，上部积灰严重，基本堵死。
3.3 SCR系统尿素喷入量核算
根据脱硝运行参数，核算理论固体尿素需用量应为156.46kg/h；
根据画面显示，折算实际固体尿素热解量为160.85kg/h,高出核算值约2.81%；
理论需用量与实际用量基本相符，在理想状态下（认为脱硝反应器内部喷氨反应均匀），可认为脱硝系统氨逃逸应控制在较低的水平（实际测算约为3.46mg/m3，约合4.55ppm）。
但需要注意的是，保定厂现有脱硝系统为SNCR+SCR联合脱硝工艺，SNCR工艺本身一般都存在8-10ppm的氨逃逸水平，考虑到该部分氨逃逸，SCR系统整体喷氨呈过量状态，将增大脱硝出口的氨逃逸量。
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3.4 喷氨量控制
11号炉脱硝系统喷氨自动控制系统运行不佳，主要体现在无法有效控制脱硝出口NOx浓度，为保证不发生超标排放事件，目前主要通过人工调整来控制喷氨量，为保证达标排放，NOx浓度控制在很低的水平，SCR系统出口NOx设计及目标浓度为40mg/m3（标准排放限值为50mg/m3）,实际运行中约1/3左右时间控制在20mg/m3以下，极端情况在10mg/m3左右，可以看出实际喷氨量较设计条件偏高。
3.5 灰垢样品检测分析
根据送检的空预器内部飞灰样品成分检测结果可以看出，块状结垢灰样中三氧化硫含量远高于其他部位松散飞灰样品，可以判断空预器内部结垢主要是由硫酸氢铵组成，进而导致管式空预器间隙变小甚至消失，形成飞灰堵塞。
4预热器堵灰原因分析
根据理化特性，硫酸氢氨的熔点为147℃，沸点为350℃，硫酸氢氨在空气预热器的中低温段会发生液化，而液相硫酸氢氨具有很强的腐蚀性和粘性，会对空气预热器中温段和冷段形成强腐蚀，通常迅速粘在传热元件表面进而吸附大量飞灰，造成空气预热器堵塞。中温预热器出入口烟温分别为200℃、338℃，出入口风温264℃、97℃，预热器壁温介于147℃至350℃的范围内，属于易粘结积灰区间，过量氨逃逸是生成硫酸氢氨并造成积灰的主要原因。
5 初期采取的防堵措施
5.1加装振打装置
在中级预热器部分管箱试装振打装置，通过振动提高预热器清灰效果。通过实际使用清灰效果不明显，预热器堵灰未有缓解。
5.2加装吹灰装置
在卧式预热器区域布置12台耙式蒸汽吹灰器，提高预热器受热面的清灰能力。安装后经实际使用，吹灰效果较差，预热器堵灰情况未有效缓解。
6 锅炉干烧技术原理
利用硫酸氢铵生成条件，通过升高烟气温度超过207℃的临界温度，可以使硫酸氢铵再次被气化从灰垢中析出，并通过烟气带走，使灰垢层附着强度降低易于脱落，保持预热器受热面区域的换热效果。
7 锅炉干烧技术应用
7.1锅炉干烧技术方案准备
为实现预热器两侧空气通道风量可调，需对甲乙两侧联络风道进行改造，在联络风道处加装联络挡板门。正常运行时联络挡板门为开启状态。当送风机出口联络挡板关闭时，通过调整两侧送风机风量的偏差，可提高单侧预热器管壁温度 。
7.2锅炉干烧操作步骤
（1）在DCS上依次关闭送风机出口两个联络挡板门，关闭后从DCS画面及就地检查风机振动情况，风机运行正常后再进行下一步。
（2）待该侧排烟温度上升至160℃时，中级空预器出口风温应在190℃以上，开始计时。
（3）遇有负荷变化，根据送风机变频出力及排烟温度变化情况调整送风机入口挡板，调整过程中注意送风机变频反馈不超49Hz。
（4）计时一小时后，缓慢调整该侧送风机入口挡板至全开。
（5）依次打开送风机出口联络挡板，操作结束。
7.3干烧试验效果
通过进行单侧锅炉预热器干烧，干烧侧烟温有所提高。经过近两个月每周一次的连续锅炉干烧，两侧烟温差较稳定，没有出现明显温差增大趋势。
8 总结
保定热电10、11号锅炉超低排放改造后，在使用多种方法处理预热器结垢积灰未取得明显效果的情况下，创造条件开创使用锅炉干烧技术解决锅炉预热器结垢堵灰问题取得较好效果，该技术的使用为超低排放运行中的锅炉（尤其是炉膛出口NOx浓度较高的锅炉）提供了一个较为可行又效果明显的防止预热器堵灰方法，由于对现有系统改造简单，其具有较高的推广应用价值。
论文作者:李洪杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/26
标签：预热器论文; 锅炉论文; 送风机论文; 挡板论文; 温度论文; 硫酸论文; 保定论文; 《电力设备》2019年第1期论文;