空预器差压高的原因与对策探究

摘要：某电厂脱硝改造后空预器运行中出线了差压高的异常现象，针对差压高的问题分析出原因是由于氨逃逸生成硫酸氢铵，由于硫酸氢铵的特性使其过量粘结在空预器的换热元件上导致差压升高。为了有效的解决这个问题，该厂采用空预器在线冲洗的方法，从而既解决问题又稳定空预器的压力，同时结合实际对空预器升温技术进行了探究和比较，对同类问题具有一定的实际意义和参考价值。

关键词：空预器;差压高;硫酸氢铵;在线冲洗;空预器升温

0 引言

在自然环境遭受越来越严重的破坏的同时，国家也相继出台了各种各样的整治措施，火电厂的污染排放标准也有了相应的调整，例如NOx的最大排放值不得超过100mg/Nm3。为了达到国家的这一排放标准，各火电厂纷纷开始采用烟气脱销技术，通过空预器等装置的添加及其作用从而有力的控制NOx 的排放量。

为了响应国家环保要求，某电厂先后对#3，4机组进行了脱硝改造，脱销装置需要改造的原因主要是因为它在运行一段时间之后会产生氨气泄露的问题，泄露出来的氨气会形成硫酸氢铵黏着于空预器换热片上，较大极易造成空预器被堵塞。尤其是4B空预器烟气侧前后压差达到2500Pa的条件下，脱销机组就会丧失正常工作的能力。这就意味着工作人员必须要花费大量的心血控制氨气的泄露问题以及空预器的阻塞问题。

1 空预器差压高原因分析

某电厂有两台600MW超临界机组，四角切圆燃烧方式，一次中间再热，单炉膛平衡通风，空预器采用三分仓容克式回转型。该电厂进行脱硝改造运行一段时间后，空预器出现差压高的现象。

燃煤机组未配置SCR系统时，空预器吸入的烟雾容易在蓄热元件表面沉积甚至是凝结成块，进而引发阻塞问题。针对这个问题，传统的蒸汽吹灰方法即可解决。

煤在燃烧时会生成少量的SO3，机组配置 SCR系统后，SCR反应催化剂中的活性组分钒在催化降解 NOX 的过程中， 对 SO2 的氧化起到一定的催

化作用，又使部分烟气中的 SO2 氧化生SO3[ 6 ]。在脱硝过程中， 氨并不会被同步吸收和过滤掉， NH3 /NOX的检测值由此也会大于正常范围， 因此氨气泄露的问题也就由此而来。

而在催化剂的作用和在O2存在条件下， NH3 优先和 NOx 发生还原脱除反应，生成 N2 和 H2O，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要化学反应式为：

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O ;

2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O 。

但是脱硝系统在运行温度超过 450 ℃ 时会导致催化剂加速老化。而当温度在300 ℃左右时，会发生副反应生成 NH4HSO4，其主要化学反应式为：

2SO2 + O2 → 2SO3;

NH3 + H2O + SO3 → NH4HSO4 。

由以上化学反应生成的 NH4HSO4 具有极强的粘着性，而且多粘着在空预器的热换元件上，就会使得空预器内的差压被迫加大，从而发生堵塞问题，影响整体的作业安全性。

2 空预器在线冲洗技术方案

2.1 在线冲洗原理

空预器在线冲洗，通过在线冲洗的方法对空预器转子进行冲洗，空预器保持运行，在冷端壳体开孔，使用专用轨道及架设高压水枪的冲洗法，對空预器冷端转子进行冲洗，确保空预器蓄热元件通道的畅通，具体方案如下图1所示。

2.2 冲洗目标

（1）转子转动灵活，无卡涩，电流波动值≤1A;差压波动值小于500pa。

（2）冲洗过程中及完成后，空预器及下游设备未受冲洗影响而出现设备参数异常情况;

（3）冲洗过程中，需要保持电除尘的温度大于110℃;

（4）在线冲洗后在机组任何负荷下，空预器传热元件差压明显下降，空预器烟道差值≤1200Pa（600MW时）;

2.3 冲洗过程

假设轨道是冲洗的第一步，清洗工作需要遵从从里往外的原则，以预热器的换热元件为起点。冲洗过程中，空预器的冲洗时间以及与冲洗车的距离都要根据它的转速和高压水枪冲击力来决定。从预热器的换热元件开始，冲洗距离间隔为2.5CM，时间间隔为最开始的5分钟依次递增2分钟，但还是要以实际情况为准，灵活调整冲洗时间和间隔。冲洗车的清洗方法不同于空预器的清洗，应该从下往上，着重清理冷端和中温端;在高压水力的冲击下，冲洗车所藏有的污垢会随着烟气一同被排出车外，从而保证冲洗车的清洁性。冲洗车的冲洗水源一般为消防水。冲洗过程中必须要时刻关注并记录B侧空预器的电流、出口烟的温度以及一二次的风温还有烟雾进入时的初始温度、空预器的电流使用情况等等。空预器的正常用电流为30A，烟温在110℃以内，超过这两个数值的情况需要格外注意。监视空预器差压变化降趋势和电除尘火花率变化。

在展开空预器冲洗作业时，必须要保证送吸风机和一次风机每隔60分钟接受一次检查;同时要注意空预器用电的稳定性，防止意外跳闸。

2.3 冲洗结果

按照上述在线冲洗方案，对空预器堵塞区域进行冲洗，冲洗前后某部分换热器效果如下图2、3所示。下图中的结果可以看出，进过在线冲洗后，换热器部分堵塞物基本冲刷干净，该种手段可以有效地解决堵塞的问题。

3 空预器升温法探究

3.1 升温法目的：

针对目前3A、4B空预器烟气侧差压较高，存在堵塞现象，依据硫酸氢氨的物理特性、结合我厂以前空预器停运的经验并参考别厂空预器堵塞治理经验，提出通过将空预器升温的方式将粘附的硫酸氢氨从固态变成气态，减轻空预器堵塞程度。

3.2 升温法技术依据

经过查阅相关资料、其他电厂实施效果和经空预器及引风机厂家确认，分析认为：

1）硫酸氢氨的软化和气化温度为150℃～230℃，对空预器升温后硫酸氢氨从固态变成气态，可以大大减轻堵塞;

2）硫酸氢氨堵塞空预器一般是沉积在中间层，特别是中间层与涂塘瓷层之间，需要将空预器的中间层的烟温提升至硫酸氢氨的软化和气化温度，使其软化和气化从而被烟气和吹灰蒸汽吹扫带走。根据空预器的温度分布计算，空预器排烟温度比满负荷时提升40℃（即空预器排烟温度为174℃）时，中间层温度即可达到硫酸氢氨的软化和气化温度230℃;

3）空预器中蓄热片的材质为碳钢材质，在420℃以下的条件下工作还可保持正常，若再涂加一定的冷端蓄热元件，则必须将其工作温度控制在350℃以内;

4）由于空预器构造的特殊性，烟雾从进入到排出会发生巨大的温差变化，随着烟雾温度的升高，空预器变形的几率也会大大增加;

5）空预器的后排烟温度一般需要保持在200℃左右，为了保证吸入烟的整体温度均衡，空预器另一侧的温度则必须要低于后排烟的温度。若另一侧温度不慎升高，需要喷水及时处理。

3.2 技术对比

对比运行优化和在线冲洗，以及升温的情况，如下表1所示。其中在线冲洗和升温技术都能够有效地解决空预器堵塞的问题，但是各有优缺点。具体需要结合实际情况来选择相应对策。

4 结论

本文针对某电厂脱硝改造后空预器差压异常升高的问题进行了分析，找出原因是由于氨逃逸过高形成硫酸氫铵粘结在换热片上。然后该电厂运用在线冲洗技术对堵塞部分冲洗，结果证明该手段可以有效地解决暂时差压高的情况，之后本文又对空预器升温的方法进行了探究与对比，阐述了不同技术手段的优劣。

参考文献：

[1] 邬东立， 王洁， 张国鑫， et al. 660MW SCR脱硝机组空预器堵塞原因分析及对策[J]. 浙江电力， 2014（3）.

[2] 沈建军， 禾志强. 燃煤电厂超低排放形势下空预器堵塞预防措施[J]. 环境保护科学， 2017（1）.

[3] 李云东. 基于硫酸氢氨造成的空预器堵塞治理对策[J]. 产业与科技论坛， 2015（18）.

[4] 刘海鹏， 范允峰. 1000MW机组空预器堵塞的原因及运行措施[J]. 山东工业技术， 2015（24）：34-34.

作者简介：

罗国坚（1983-），男，广东珠海人，本科，助理工程师，广东珠海金湾发电有限公司，从事集控运行工作，519000