首陽山電廠空預器堵塞原因分析及處理

摘 要：闡述了大唐洛陽首陽山發電有限責任公司（以下簡稱首陽山電廠）超低排放改造后，隨著脫硝投運，空預器差壓逐漸升高，分析了升高的原因和危害，以及采取的措施，探討解決空預器堵塞的有效方法。

關鍵詞：煙氣脫硝；硫酸氫氨；空預器堵塞

1 概述

大唐洛陽首陽山發電有限責任公司位于河南省洛陽市偃師市城關鎮，是我國80年代開始分兩期建成的火力發電廠，電廠現裝機容量1040MW（2×220MW+2×300MW），二期工程3、4號機組裝設兩臺東方鍋爐廠制造的DG-1025/18.2-Ⅱ6型汽包爐，配300MW汽輪發電機組。鍋爐為亞臨界參數、自然循環、一次中間再熱、單爐膛平衡通風、固態排渣、緊身封閉、全鋼構架的？裝型汽包爐。設計煤種為義馬與新安煤的混煤，制粉系統采用冷一次風正壓直吹系統，配五臺MPS-200型中速磨煤機。脫硝采用尿素熱解（水解）產生氨氣制備還原劑，選擇性催化還原法（SCR）煙氣脫硝工藝，脫硝裝置按一爐兩室布置。每臺脫硝裝置的煙氣處理能力為相應鍋爐ECR工況時的100%煙氣量，脫硝裝置入口NOX含量≤500mg/Nm3時，保證脫硝效率≥82%；NOX排放濃度不超過100mg/Nm3；SO2/SO3轉化率小于1%；NH3/NOX摩爾比不超過0.8151。

2 設備情況

在2013年10月4號機組A級檢修和2014年4月3號機組A級檢修中，分別對4、3號爐空預器進行改造。保留原空預器分倉結構，對空預器蓄熱元件進行改造，共分三層，從高到低高度分別為1000mm、900mm、200mm，最下層采用L波型、干法靜電噴涂工藝的鍍搪瓷蓄熱元件，上兩層采用DU波型、脫碳鋼蓄熱元件；單臺空預器蓄熱元件換熱總面積為58000m2；在保留原固定密封基礎上，在冷熱端徑向密封分別增加24道陶瓷柔性接觸式密封片；同時在蓄熱元件熱端增設蒸汽吹灰器，在冷端加裝蒸汽+高壓水的雙介質吹灰器，以便在空預器出現堵塞時對空預器進行在線沖洗。3、4號機組分別于2015年11月、12月進行了超低排放改造。改造后，在鍋爐45%～100%BMCR負荷范圍內，脫硝裝置在附加層催化劑投運后，三層催化劑共同保證，NOX脫除率不小于91.1%，NOX排放濃度不超過40mg/Nm3。自SCR 脫硝系統投運以來，空預器多次出現蓄熱原件冷端低溫腐蝕堵塞現象，而且堵塞比較嚴重，且惡化速度較快，進入冬季環境溫度下降時尤其明顯。

3 空預器堵塞原因及危害

3.1 原因

加裝SCR脫硝系統后，特別是超低排放改造后，由于增加一層催化劑，SO2/SO3轉化率有一定程度提高，空預器堵塞最主要原因就是SCR脫硝系統中逸出的氨氣與煙氣中的三氧化硫、水蒸氣生成硫酸氫銨凝結物。硫酸氫銨具有很大的黏性，附著在空預器受熱面上捕捉煙氣中的飛灰，嚴重影響空預器的阻力和流通換熱能力。硫酸氫氨生成量與氨逃逸密切相關，資料表明，當SO3=2～3ppm，NH3>2ppm時，硫酸氫銨積聚現象就會在空預器內部發生，空預器內形成硫酸氫銨約占NH3逃逸量的20%。

分析我公司氨逃逸量過大主要有以下幾方面因素：

一是我廠要求NOX出口標態控制在50mg/Nm3以下，個別班組噴氨量過大；二是個別脫硝噴嘴堵塞及煙氣流場不勻稱，造成噴氨量過大；三是長期低負荷運行，排煙溫度低，造成硫酸氫氨積聚；四是負荷調整頻繁，噴氨調節滯后造成噴氨量過大。

3.2 危害

空預器堵塞，機組負荷250MW以上，經常發“空預器差壓高”“引風機入口壓力大”報警，負荷300MW，空預器差壓可達1.8～1.9Kpa，引風機入口壓力-4.5Kpa左右，嚴重影響機組出力和安全運行。

4 處理方法

（1）在線水沖洗。二期回轉式空預器設計滿負荷壓差為944pa，當空預器壓差超過設計壓力150%時，按照《二十五項反措實施細則》需對空預器進行在線沖洗。沖洗原則：a.空預器沖洗原則：單側在線沖洗。b.空預器出口煙溫低于100℃應立即采取措施提高排煙溫度，措施無效時立即終止空預器在線沖洗。空預器高壓水泵系統流量12.6T/h，按照空預器在線沖洗設計要求：每次在線沖洗水量不宜超過30T，每次沖洗周期約2.5個小時，每次在線沖洗不超過4個周期。

（2）提高空預器排煙溫度。進行提高空預器出口排煙溫度使硫酸氫銨氣化分解，根據環境溫度及排煙溫度情況，在鍋爐負荷50%～100%之間均可進行。采用關閉單側空預器二次風出口擋板的方法，提高單側排煙溫度至150℃～160℃，同時應保證另外一側空預器出口排煙溫度不低于100℃，期間空預器進行連續吹灰。推薦：當燃煤中含硫量低于1.5%且灰/硫比大于7時，冷端綜合溫度（CCET）要求不低于148℃。（注：CCET=煙氣出口溫度+空氣入口溫度）。

（3）采用離線高壓水沖洗。利用機組臨停或檢修機會，采用高壓沖洗車對空預器蓄熱元件進行高壓水沖洗。清洗方式：采用高壓（50Mpa）水進行清洗。

分析以上三種方法，在線水沖洗，成本高，效果差，且一般一至兩個月就會失效；離線水沖洗需機組停運，受電網制約；借鑒兄弟單位經驗，我公司目前主要采用提高空預器排煙溫度使硫酸氫銨氣化分解，輔以空預器吹灰治理空預器堵塞，效果不錯。

下面著重介紹我公司提高空預器排煙溫度使硫酸氫氨氣化分解的操作方法，以A空預器為例：（1）試驗開始通知脫硫運行人員，試驗過程密切關注原煙氣、凈煙氣溫度，事故噴淋達到啟動條件確保事故噴淋投入。若事故噴淋開啟仍無法控制原煙氣溫度低于160℃、凈煙氣溫度低于60℃時，應及時匯報值長。原煙氣溫度高于165℃、凈煙氣溫度高于65℃時，應停止試驗。（2）關閉送風聯絡擋板，緩慢減小A側送風機出力，增加B送風機出力（額定電流108.3A），維持總風量和爐膛出口氧量正常。利用降低單側送風機出力提高同側空預器出口煙溫。排煙溫度150℃穩定10分鐘，繼續提高排煙溫度至155℃，穩定10分鐘，繼續提高排煙溫度（三個點中取最高點）至160℃保持穩定。（3）如減小A側送風機出力后，排煙溫度無法達到試驗要求值，可采取關閉B側空預器入口煙氣擋板方法提高A側排煙溫度。注意關閉煙氣擋板時操作應緩慢，操作過程保持就地與盤上通訊順暢。（4）關閉B空預器入口煙氣擋板后，會對脫硝SCR兩側煙氣量分配產生一定影響，相應調整熱解爐出口至A、B側噴氨格柵調整門，保證SCR出口NOX平衡。（5）投入A、B側二次風再循環，盡可能提高排煙溫度。（6）提高單側排煙溫度同時應保證B空預器出口排煙溫度不低于100℃。（7）在調整單側送風機出力時，需注意觀察A空預器電流變化趨勢，如出現空預器電流擺動至13A，則暫停操作，待電流波動減小后繼續降低送風機出力。防止空預器因失去二次風冷卻而變形卡澀。（8）排煙溫度穩定后對空預進行連續吹灰，時間8小時。（9）A送風機出力降低期間，重點監視B送風機、一次風機及空預器運行情況。每15分鐘檢查送風機、一次風機及風煙系統畫面一次。重點監視送、一次風機電流、軸承溫度及電機運行參數正常，空預器電流正常、無大幅擺動。每1小時就地檢查相關系統設備一次。發現缺陷及時聯系處理。（10）如影響安全運行應立即中止措施執行，恢復正常運行方式。

5 結束語

空預器堵塞嚴重影響機組的安全和經濟性，而運行中通過提高空預器排煙溫度，氣化分解硫酸氫氨，是解決空預器堵塞的一種有效方法，供其他單位參考。

參考文獻

[1]崔錫盛.脫硝系統投運后空預器堵灰的防治[J].科學與技術，2014.

[2]李云東.基于硫酸氫氨造成的空預器堵塞治理對策[J].產業與科技論壇，2015.

作者簡介：鮑二會，籍貫：河南焦作。