电站锅炉回转式空预器堵塞分析与研究

摘 要： 空预器蓄热元件堵灰是长期困扰电站锅炉生产的难题，特别是随着环保要求不断提高， SCR脱硝投运后，逃逸氨、SO3和水反应生成的NH4HSO4使蓄热元件的堵塞进一步加剧，本文分析空预器堵灰原因，结合电站锅炉目前运行实例提出空预器堵塞的处理方法，并明确各种处理方法的优缺点。

关键词：空预器 逃逸氨 蓄热元件 堵塞

Boiler rotary air preheater clogging analysis and research

Jiao Kaiming

（Inner Monglia Datang International Tuoketuo Power Generation Co.Ltd.，Tuoketuo 010206，China）

Abstract：air preheater fouling heat storage element is a long-term problem of boiler production， especially with the environmental protection requirements continue to improve， SCR denitrification operation， escape ammonia， SO3 and water reaction of the NH4HSO4 heat storage element blockage intensifies， based on the analysis of air preheater for boiler with blocking Haibara， currently running an example and puts forward the treatment method of air preheater clogging， and clear the advantages and disadvantages of various processing methods.

Keywords： air preheater； escape ammonia； heat storage element； blockage

中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）10-0251-01

引言

我厂锅炉设计燃用煤种为准格尔烟煤，该煤种硫分仅0.47%，随着用煤量的增加及电厂经济利益的需求，近年来燃用煤种出现多样化且变化频繁，燃煤含硫量明显增加，最高含硫量达到1.5%以上，燃煤年平均含量达到0.8% 。锅炉加装SCR脱硝装置后，烟气中的逃逸氨、SO3和水反应生成的NH4HSO4在冷端蓄热元件150-200℃温度内液化，黏度极大的液态NH4HSO4易沉积在冷端蓄热元件上并不断粘灰，使蓄热元件的堵灰情况较改造前明显恶化，烟气侧阻力增加速度由改造前的0.12kPa/月上升到0.44kPa/月，空预器最大压差超过3.0kPa，烟气阻力的增加导致引风机运行在不稳定区域，频繁失速、机组不同程度的出现限出力情况，不仅影响组长经济运行，同时危机机组安全稳定运行。

一、空预器堵塞原因分析

1.空预器低温腐蚀、积灰堵塞空预器

燃料中的硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫，SO3与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽的存在使烟气的露点显著升高。由于空预器中空气的温度较低，预热器区段的烟气温度不高，壁温常低于烟气露点，这样硫酸蒸汽就会凝结在空预器受热面上，造成硫酸腐蚀，空预器积灰堵塞。

2.脱硝氨逃逸生成硫酸氢铵堵塞空预器

2014年我公司利用机组检修对蓄热元件上的粘灰进行了取样分析，测量结果显示蓄热元件上粘灰及浮灰中NH4离子的含量分别为66%和23%， SCR反应器的逃逸氨和烟气中的三氧化硫反应生成硫酸氢铵是造成空预器堵灰的重要原因。

二、防止空预器堵塞的措施

1.控制燃煤硫分

通过控制燃煤硫分，燃用锅炉设计煤种，我厂为控制个别机组的空与差压，控制燃用煤种硫分低于0.5%，可有效控制空预器差压，保证锅炉空预器差压在一年内不超过2.0kPa。但是由于目前燃煤的多样化，各电厂为节约燃煤成本，提升发电利润，大量掺烧高硫煤，控制燃煤硫分不符合当前实际情况。

2.空预器在线水冲洗降低空预器差压

2014年为有效控制空预器差压，我厂2号炉加装在线高压水冲洗装置，运行时水泵出口压力为30MPa，每根枪管上有6组共8个喷嘴，每个喷嘴出口水柱流速约200m/s，流量约1.5t/h，吹扫范围直径约为5mm，水柱线性好，垂直于蓄热元件，单位面积上冲击动能约是蒸汽吹灰器的40倍，高速水流强烈的冲击及楔劈作用，将污垢从蓄热元件上剥离，达到疏通堵灰的目的。在线高压水冲洗装置采用就地PLC程控，确认高压枪管到位后采用步退方式运行，步退间距为5mm，每步冲洗时间为82s，总行程950mm（空预器旋转80s/r，枪管上喷嘴间距920mm，保证冲洗范围覆盖了整个换热面），冲洗结束后枪管回到初始位置，喷嘴防护罩自动关闭，防止喷嘴磨损或堵塞。 单侧空预器冲洗时间约4.5个小时，耗水量约54吨。

2014年11月4日 在510MW负荷下对2号炉空预器进行在线高压水冲洗 ，烟气侧平均阻力由2.65KPa降到1.05KPa；三大风机运行电流合计降低了171A。

空预器在线水冲洗可以降低空预器差，保证锅炉经济安全运行，但不能从根本上解决空预器堵塞问题，而且空预器水冲洗受设备安装及空预器堵塞物种类的影响较大，如果安装不合适则不能将堵塞物彻底清理，因此具有一定的适应性。

3.增加SO3脱除设备

为了从根本上解决空预器堵塞问题，同时为降低电厂SO3排放量，2015年碱性干粉注射SO3脱除系统国内首次在我厂安装、调试及运行。

SO3脱除系统通过碱性干粉注射系统将进入空预器中的SO3脱除，从而减少硫酸氢氨的生成量，延缓空预器的堵塞。

O3脱除系统的运行流程是：首先干粉（氢氧化钙）由储罐落入称重罐称重后落下，然后由旋转给料机给料，最后由罗茨风机将干粉通过喷枪喷入烟道内，氢氧化钙与烟气中的SO3反应，最终达到脱除SO3的目的。系统调试期间对SO3脱除系统投运前后空预器入口SO3进行检测，系统投运后，空预器入口SO3浓度降低到2.5～5.2ppm，平均值3.85ppm ，可降低SO3浓度45%左右。

SO3脱除系统投运前后空预器差压变化对比如下图所示，系统投运后空预器差压变化变化平缓。该系统可有效降低空预器入口SO3浓度，但是按系统投运需要消耗氢氧化钙，并需要一定的运行维护费用。

三、总结

1.控制燃煤硫分可控制空预器堵塞，但是由于燃煤的多样化和配煤掺烧经济性的需求，采取该方式不符合当前实际运行要求。

2.空预器在线高压水冲洗系统安装方便，空预器内部枪管单独安装后机组即可运行，外部部件安装调试后即可进行空预器在线冲洗，检修方便，枪管在机组运行中即可以抽出检修和维护，冲洗效果显著，但是不从根本上解决空预器堵塞问题，治标不治本。

3.三氧化硫脱除技术，可有效的抑制空预器堵塞，同时减少了三氧化硫的排放量，既能满足锅炉运行需求，同时也控制环保排放指标，但需要一定的运行维护成本。

参考文献

[1]钟礼金.锅炉SCR烟气脱硝空气预热器堵塞原因及其解决措施 . 粤电珠海发电厂.2012.

[2]杨华安.火力发电厂厂用电节能探讨[M].江西电力，第35卷，2011年第5期.

作者简介：焦开明（1979-），男，汉族，工程师，现从事火电厂锅炉运行管理。