燃煤电厂空预器堵塞加剧原因及防治分析

何皴

摘要：伴随环保压力日益增大，雾霾天数越来越多，燃煤电厂是最被关注的众多污染源之一。近年来，所有的燃煤电厂都对锅炉进行了超低排放改造。改造后烟囱出口NOx排放指标降低，但同时带来了一个非常严峻的问题：空预器堵塞加剧。本文以华电渠东330MW燃煤电厂为例分析该问题的解决办法。

关键词：空预器堵塞；预防和处理

一、空预器堵塞加剧情况介绍

在降低NOx排放的过程中，需要向锅炉内加入NH3来与炉膛出口NOx反应，而NH3化学反应不完全，逃逸率相对升高同时催化剂中的v等多种金属会对S02的氧化起催化作用，S02/S03氧化率较高，NH3与S03容易形成NH4HS04（即ABS）造成空预器堵塞或腐蚀。空预器堵塞较重时会引起一次风、二次风风压增大、炉膛负压难以维持，并出现摆动现象，严重时导致送、引风机发生喘振、一次风压大幅周期波动，一次风管有堵塞危险，严重影响燃烧。空预器堵灰还会造成锅炉排烟温度升高，风烟系统阻力增加，一次风、二次风正压侧和烟气负压侧的压差增大，增加了空预器漏风，堵灰严重还会影响锅炉的带负荷能力。

二、SCR超低排放对空预器的影响

自脱硝投运以来，空预器压差偏大，而在实行超低排放后，这一现象更加突出。高负荷时达到2KPa左右，吹灰器投运后效果不明显，原因分析如下。

1、空预器硫酸氢铵堵塞

燃煤锅炉炉膛内烟气中的SO₂约有0.5%～1.0%被氧化成S03。加装SCR系统后，催化剂在把NO_x还原成N₂的同时，将约1.0%的SO₂氧化成SO₃。

SCR反应器出口烟气中存在的未反应的逃逸氨（NH₃）、SO₃及水蒸气反应生成硫酸氢铵或硫酸氨：

NH₃+SO₃+H₂O→NH₄HSO₄

2NH₃+SO₃+H₂O→（NH₄）₂SO₄

当烟气中的NH₃含量远高于SO₃浓度时，主要生成干燥的粉末状硫酸氨，不会对空预器产生粘附结垢。当烟气中的SO₃浓度高于逃逸氨浓度时，主要生成硫酸氢铵（ABS）。硫酸氢铵的物理性质，根据温度不同，呈现不同的物理状态，在147℃以下，呈现坚固的固态；在147℃-250℃范围内，呈现称严重的鼻涕状态，常规的蒸汽吹灰和激波吹灰难以去除，在250℃以上升华。由于空预器温度梯度变化从320℃-120℃之间，这使得极易吸附并粘结沉积在空预器换热元件中部，从而使空预器堵塞加剧。

三、空预器堵塞的其他原因

1、锅炉燃煤煤种不符合设计值

现代燃煤发电企业追求效益，会采用高硫分、低挥发分、低发热量煤种。燃煤低发热量过低，会造成燃煤量、烟气量增大，增加了空预器阻力。灰分过高，造成锅炉各受热面积灰及磨损严重。

2、机组启停时容易造成空预器堵塞

机组启停机时，锅炉排烟温度低，容易造成烟气中硫酸蒸汽和水蒸汽在空预器低温段结露，烟气中的飞灰粘连在蓄热元件上。同时在锅炉点火过程中，炉膛温度较低，锅炉飞灰中含有大量的未燃烬煤粉，大量或者长时间投运油枪时，未燃烬的油污及未燃烧的煤粉进入空预器增加了堵灰的风险。为防止未燃烬的煤粉在空预器蓄热元件处积聚，投入空预器蒸汽吹灰连续运行.长时间排烟温度过低造成烟气中的燃烧产生的水蒸汽和吹灰蒸汽在空预器蓄热元件低温部位凝结，飞灰粘连，加剧空预器的堵灰。

3、空预器吹灰介质未达到设计值

空预器采用蒸汽吹灰时，疏水不畅或时间过短，造成空预器吹灰蒸汽过热度不足，吹灰效果差。空预器吹灰蒸汽過热度应保持在111-130℃。空预器吹灰器故障、减压阀调节性能不好，蒸汽带水，不但减弱吹灰效果，严重时还会在高温下与积灰泥化板结。

4、空预器吹灰器蒸汽阀门不严泄漏

空预器吹灰器进汽阀门不严密，导致水蒸气漏入空预器内部，导致空预器堵塞。故此，在每次停炉时，对空预器吹灰进汽阀进行检查处理，能有效避免此原因导致的堵塞发生。

5、省煤器灰斗处下灰不畅容易引起空预器堵塞

省煤器灰斗处若下灰不畅，大颗粒飞灰进入空预器容易造成空预器堵塞。

四、空预器堵塞的预防及处理

超低排放改造后为了更好地控制空预器堵塞情况，必须采取技术手段，杜绝空预器堵塞的原因，从根本上降低或者杜绝空预器堵塞情况发生。

1、加强对烟气导流板检查及喷氨格栅均匀性的调整

优化设计安装烟气导流板及喷氨格栅，制定喷氨格栅定期调整试验机制，每次检修均应对喷氨格栅进行一次优化并检查喷嘴有无堵塞或脱落，防止烟气流畅或喷氨不均匀造成反应效率下降，浪费氨气的同时造成空预器硫酸氢铵堵塞。

2、控制氨逃逸浓度

机组每次检修启动后根据运行情况均应进行喷氨均匀性试验，需严格控制喷氨量，防止过度喷氨，并定期进行氨喷射系统的喷氨流量平衡调整，防止局部喷氨过大造成氨逃逸浓度升高，加强声波吹灰及蒸汽吹灰维护管理，避免催化剂积灰引起烟气流场不均，运行中细心调整，特别是工况变化时严格控制喷量并加强对氨逃逸浓度的监视，发现氨逃逸浓度异常升高，应立即降低喷氨量，查找原因，避免长时间不均匀运行。

3、空预器蓄热元件改造并彻底进行高压水冲洗

对于三段式空预器，ABS出现在中温段底部及中温段与低温段交界处，交界处的硫酸氢铵要比受热面严重，而且不易清除。所以进行空预器改造也是有效避免空预器堵塞的方法之一。将三段式空预器更换为两段式空预器，冷端蓄热元件度搪瓷、采用“闭式”波形元件并包括全部硫酸氢铵凝结区域。另外对于每次检修均应对空预器蓄

热元件采用高压水冲洗，通过检查蓄热元件干净程度以确定冲洗质量是否合格，正常两台空预器冲洗合格需要进行三天左右。冲洗结束后一定要进行充分干燥，防止启动时大量灰粒粘贴到换热元件。

4、合理控制喷氨量

合理控制SCR出入口参数，避免过调。根据设计条件，每台炉SCR系统都有设计最大喷氨量，当自调或人工调整时，应当注意不要高于此限值，若是需要大量喷氨才能将Nox降低到超低排放值，应尽快通过其他手段降低炉膛出口NOx，不应仅靠过喷氨量来实现低NOx排放。

5、加强吹灰器进汽阀的治理

每次停炉后对空预器吹灰进汽阀进行检查处理，保证运行中不发生湿蒸汽泄漏到空预器换热元件上。

6、加强省煤器輸灰系统综合治理

锅炉日常运行中定期对省煤器落灰管全面检查，保证下灰、输灰正常，加强省煤器灰斗料位的监视和控制，一旦发现，立即联系检修进行处理。同时利用停炉机会，检查省煤器灰斗真实料位，彻底疏通输灰管线。

7、及时投入送风机及一次风机暖风器运行

形成ABS需要一定的温度条件，及时投入送风机及一次风机暖风器提高空预器综合温度，可将ABS下移，并有利于通过吹灰进行清除。

8、对空预器要进行定期吹灰且吹灰蒸汽要保证足够的过热度

空预器吹灰按期进行，如果发现空预器差压有上升趋势，应缩短吹灰时间间隔并利用高负荷时段连续吹灰。

9、制粉系统投运时尽量满足着火能量

在机组启动时采用挥发份较高的煤种，减少制粉系统启动初期大量不完全燃烧产物的生成，在机组启动和点火期间，入炉煤硫份控制在1.0%以下；在机组正常运行时，入炉煤硫份控制在1.5%以下，以减少烟气中S02和S03的生成量，降低硫酸氢铵生成的几率从而抑制空预器堵灰的发生。

10、定期更换催化剂层

建立各炉催化剂台账，对催化剂进行全寿命管理，及时更换失效的催化剂，保证脱硝反应效率。

五、结束语

空预器腐堵塞现象是燃煤电厂普遍存在的问题，尽管各燃煤电厂在锅炉设计、安装和运行中都已充分考虑并采取了防止堵塞的措施，但实际运行中仍然不能杜绝空预器堵灰的问题，而现在的超低排放使空预器堵塞加剧。因此，持续做好防止空预器堵塞工作，特别是防止严重堵塞，保证机组安全和经济运行是一项长期而艰巨的任务，需要人人重视，把握好各个环节点。笔者的一点总结，希望能为读者提供一点有用的信息。