330 MW SCR脫硝機組空氣預熱器堵塞原因分析與對策

李衍平

(華電國際萊城發電廠，山東 萊蕪 271100)

330 MW SCR脫硝機組空氣預熱器堵塞原因分析與對策

李衍平

(華電國際萊城發電廠，山東 萊蕪 271100)

隨著鍋爐頻繁啟停和脫硝系統的影響，空氣預熱器的工作環境更加惡劣，出現蓄熱片結垢堵塞情況。針對上述情況，根據空氣預熱器運行情況，分析故障原因，提出了整改預防措施，保證了鍋爐安全經濟運行。

空氣預熱器；堵塞；蓄熱片；排煙溫度；差壓

1 設備概況

某廠1期工程裝設2臺330 MW燃煤汽輪發電機組，每臺鍋爐配套2臺由上海鍋爐廠有限公司生產的2-29VI(T)三分倉回轉式空氣預熱器。額定負荷下，空氣預熱器煙氣側差壓設計值為1.5 kPa。

2 空氣預熱器運行情況

2012年，華電國際萊城發電廠2臺機組投產運行后，空氣預熱器的蓄熱片就出現堵塞現象。機組檢修開機后約1年，空氣預熱器煙氣側差壓開始緩慢上升，差壓最高達到3.4 kPa?？諝忸A熱器差壓升高后，鍋爐排煙溫度隨之升高，空氣預熱器出口一、二次風溫度降低，進而引起送、引風機電耗增加，機組帶負荷困難，嚴重影響機組的安全性和經濟性。

1號鍋爐空氣預熱器的蓄熱片發生嚴重堵塞，進行停機檢修，發現空氣預熱器堵塞情況非常嚴重(見圖1、圖2)。查看解包后的中間層蓄熱元件片(見圖3)，空氣預熱器下部距冷端210 mm高度范圍內結垢，經檢查為飛灰粘連，只有用鋼絲刷才能去除干凈，其余部位為積灰所致，用壓縮空氣即可吹凈。基于這些情況，判斷空氣預熱器蓄熱元件結垢層為冷端350 mm，冷端蓄熱元件總高度為350 mm，中間層底部靠近冷端側高度為200 mm，可判斷是底部冷端的結垢引起了上部蓄熱片積灰。

3 空氣預熱器堵塞原因分析

a.頻繁開停機

圖1 空氣預熱器冷端蓄熱元件

圖2 中間層蓄熱元件

圖3 解包后的中間層蓄熱元件

由于開停機比較頻繁，鍋爐排煙溫度較低[1]，使得煙氣中少量硫酸蒸汽與煙氣中的水蒸氣產生低溫腐蝕，并附著在低溫段空氣預熱器，從而導致鍋爐的飛灰附著在蓄熱片上。在鍋爐啟動點火升溫升壓過程中，爐膛溫度處于較低水平，煙氣中存在很多未完全燃燒的煤粉顆粒，為避免未完全燃燒的煤粉顆粒積聚在空氣預熱器的蓄熱片上，空氣預熱器的輔汽蒸汽吹掃必須連續投入，過低的排煙溫度會使煙氣中的較冷水蒸氣與吹灰蒸汽在空氣預熱器底端凝結，產生飛灰粘連，使空氣預熱器堵灰更加嚴重。

b.入爐煤硫分高

由于進煤渠道不同，煤質存在差異。入爐煤硫分含量越高，導致空氣預熱器冷端積聚的硫化物酸露點越高，當空氣預熱器的排煙溫度小于該酸露點時，在空氣預熱器的冷端就會發生蓄熱片的積灰或發生低溫腐蝕。

c.外界環境溫度低

冬季時，由于外界溫度低，一、二次風經過暖風器加熱或熱風再循環加熱的情況下，排煙溫度仍然達不到最低酸露點溫度時，空氣預熱器冷端就會出現低溫腐蝕進而發生堵灰。

d.脫硝系統的氨逃逸

由于受環保要求，脫硝噴氨系統需要盡早投入運行，逃逸的氨氣與煙氣中的三氧化硫容易在空氣預熱器的冷端蓄熱片處發生反應產生硫酸氫銨。在環境溫度、機組負荷均較低的情況下，脫硝入口的煙氣溫度也比較低，達不到催化劑的活性溫度，使催化劑的活性大大下降，為保證脫硝出口煙氣NOx含量不超標，噴氨量大幅增加，氨逃逸率增加，生成大量的硫酸氫銨。在環境溫度較低時，鍋爐的排煙溫度也較低，硫酸氫銨就在空氣預熱器冷端凝結并附著進而產生堵灰。

e.鍋爐熱風再循環系統的投入時間[2]

目前，機組的熱風再循環系統是由空氣預熱器二次風熱風出口引至送風機入口，實際運行中的空氣預熱器本身存在漏風，使得二次熱風攜帶了一定數量的飛灰，在排煙溫度較低時，空氣預熱器冷端區域就會發生飛灰粘連。

f.省煤器的鎖氣器故障

若省煤器的鎖氣器落灰不暢，造成大顆粒飛灰來不及排掉，進入空氣預熱器導致空氣預熱器發生堵塞。

g.清洗工作不到位

鍋爐檢修時，采用高壓水沖洗空氣預熱器的蓄熱元件，沒有對蓄熱片解包清理，空氣預熱器蓄熱元件的中間部位得不到沖洗，造成開機后空氣預熱器差壓偏高。

4 預防措施

a.在鍋爐點火初期，燃料上煤時控制入爐煤硫分含量在1%以下。隨著機組負荷升高，控制入爐煤的硫分含量在1.4%左右，使煙氣中硫化物的生成量大幅減少，從而減少了硫酸氫銨生成量。

b.將鍋爐排煙溫度最低值設定為110 ℃，空氣預熱器的冷端平均溫度不低于80 ℃。冬季環境溫度低，在排煙溫度低時，應設置暖風器，并且保證暖風器的連續可靠運行。

c.在機組負荷低于200 MW、排煙溫度低于110 ℃、環境溫度低于0 ℃時，勿投入空氣預熱器的蒸汽吹灰。應在鍋爐排煙溫度大于110 ℃時進行吹灰，避免蒸汽凝結成水，從而加重空氣預熱器冷端部件的結垢。

d.開機時，盡早投入鍋爐暖風器來提高二次風溫，以提高鍋爐排煙溫度，如果暖風器調閥已經全開，仍不能滿足排煙溫度要求，應及時投入熱風再循環系統來提高排煙溫度。

e.當空氣預熱器差壓過高時，就地檢查空氣預熱器的吹灰器是否正常工作。必要時提高空氣預熱器吹灰壓力至1.4 MPa，保證有足夠的壓力來清除空氣預熱器的積灰結垢。

f.檢查氮氧化物是否超標，盡量靠高值運行，降低鍋爐的噴氨量，減少氨逃逸量，降低反應物的生成量。

g.對省煤器鎖氣器全面檢查，保證工作正常、卸灰正常[3]。

h.加強暖風器與熱風再循環系統的維護工作，保證在鍋爐開機時或環境溫度低時能夠及時投入。如果暖風器加熱量不夠，應提高供汽壓力，增加暖風器的加熱汽量，保證暖風器的加熱作用，提高鍋爐排煙溫度。

i.檢修時，把熱端空氣預熱器的蓄熱元件全部抽出進行水沖洗。對冷端的鍍搪瓷部分元件進行高壓水沖洗，空氣預熱器蓄熱元件的沖洗效果明顯，使空氣預熱器滿負荷時煙氣差壓小于1.5 kPa。

圖4 空氣預熱器聲波吹灰器安裝位置

j.在空氣預熱器熱端和二次風端加裝聲波吹灰器，通過壓縮空氣產生100 dB的噪音，達到清除積灰的目的，如圖4所示。

5 結束語

在燃煤鍋爐中，空氣預熱器低溫腐蝕與堵灰現象是常見問題，特別是超低排放后加裝了脫硝系統，由于硫化物和氨逃逸的存在，空氣預熱器結垢不可避免。在采取防止堵灰和低溫腐蝕措施后，空氣預熱器差壓降低明顯，雖然增加了工作量，但保證了鍋爐安全運行，降低了送引風機耗電量，對機組運行安全性和經濟性具有較大意義。

[1] 張向群,曾 光,宋振宇.UG-670/13.7-M2型鍋爐啟動試運難點分析[J]. 東北電力技術,2009,30(8):4-5.

[2] 張晉育,李 超,李留強.某城市電廠200 MW機組煙氣脫硝項目分析[J].東北電力技術, 2013,34(8):22-25.

[3] 鄔東立，王 潔，張國鑫.660 MW SCR脫硝機組空氣預熱器堵塞原因分析及對策[J].浙江電力，2014,33(3)：46-47.

Analysis and Countermeasures on Air Preheater Blockage of 330 MW SCR Denitration Unit

LI Yanping

(China Huadian Laicheng Power Plant,Laiwu,Shandong 271100,China)

With boiler starting and stopping frequently and influence of denitrification system, working condition of air preheater becomes worse then scaling and clogging phenomenon happens. According to operating conditions of air preheater, the fault causes is analyzed, protective measure to rectify and reform are presented which ensure safety and economical operation.

air heater；blocking；heat storge sheet；exhaust gas temperature；differential pressure

X773;TM621

A

1004-7913(2017)02-0044-03

李衍平(1979)，男，學士，工程師，從事火力發電廠集控運行工作。

2016-09-27)