燃煤機組脫硝改造對空氣預熱器的影響及解決措施

李興強

（云南滇東雨汪能源有限公司，云南 曲靖 655507）

對于燃煤發(fā)電機組實施脫硝改造措施，不能忽視空氣預熱器受到脫硝改造引發(fā)的諸多不良影響[1]。這是由于，空氣預熱器可能遭受強烈腐蝕或者受到灰塵阻塞，引發(fā)機組整體狀況的顯著惡化。因此，采取必要的運行措施和解決對策，維持空氣預熱器原有的運行性能，盡量避免脫硝改造給其帶來的干擾與影響。

一、燃煤機組脫硝改造情況

云南滇東雨汪能源有限公司#1機組為600MW燃煤火力發(fā)電機組，采用北京巴威公司制造的亞臨界、單爐膛、“W”火焰燃燒方式、中間一次再熱、自然循環(huán)、平衡通風、固態(tài)排渣、露天布置的全鋼架結構懸吊式燃煤汽包爐，于2009年投產(chǎn)[2]。2013年，為符合國家“節(jié)能減排”政策要求，實施了#1鍋爐全套的煙氣脫硝SCR裝置改造。

此次#1鍋爐脫硝改造，采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝工藝，液氨還原劑，按BMCR負荷點、入口NOx濃度1200mg/Nm3、出口200mg/Nm3進行設計，并要求氨逃逸濃度不大于3μL/L，SO2/SO3轉化率不大于1.0%。除此以外，采用板式催化劑，按“2+1+1”模式布置。設置聲波和蒸汽吹灰器。

二、空氣預熱器受到脫硝改造的影響

在多數(shù)情形下，空氣預熱器之所以呈現(xiàn)較高的內部壓差，其中根源應當在于較高的硫質量分數(shù)[3]。通常來講，處于燃燒狀的煤粉將會導致三氧化硫與二氧化硫的生成，并且顯著增加了三氧化硫在煙道出口部位的存積量。SCR系統(tǒng)如果設有三層的催化劑，那么存積于出口的三氧化硫將會呈現(xiàn)50%的增加幅度。經(jīng)由系統(tǒng)催化層以后，三氧化硫就會呈現(xiàn)五倍左右的體積增加幅度。

從本質上來講，金屬受熱面并不會受到硫酸蒸汽給其帶來的腐蝕影響。然而，處于凝結狀態(tài)并且溫度較低的硫酸蒸汽很可能增加了灰塵堵塞的隱患與威脅。這主要是由于，煙氣攜帶的灰塵將會被硫酸蒸汽黏結，并且引發(fā)低溫腐蝕的影響。在此情形下，就會加劇空氣預熱器遭受灰塵堵塞的狀態(tài)，且大大增加空氣預熱器壓差以及煙道阻力。

此外，鍋爐尾部煙道截面NOx濃度分布不均勻，顯著增加了脫硝控制的難度，造成鍋爐運行中氨氣逃逸量增大。并且，系統(tǒng)測量儀表針對上述的氨氣逃逸不能全面予以反映。經(jīng)過氨氣噴射處理以后，蓄熱片就會附著很多液態(tài)并且黏度較高的氨氣。由此可見，空預器在受到氨氣逃逸引發(fā)的影響下，還會降低蓄熱元件的換熱效應。受到灰塵堵塞的空預器還會引發(fā)顯著的系統(tǒng)腐蝕現(xiàn)象，并進一步增大鍋爐尾部煙道壓差[4]。

三、探求解決措施

通過上述的分析，可以得知空預器之所以會受到堵塞影響以及其他影響，根源就在于灰塵與逃逸氨氣黏結并且呈現(xiàn)較多的灰塵累積現(xiàn)象。因此，脫硝改造后嚴格控制蓄熱元件的冷端溫度，并且科學地對空預器的蓄熱元件進行改進處理。同時，對于吹灰系統(tǒng)也要予以相應的性能優(yōu)化。在實踐中，解決空預器受到的脫硝改造的影響應采取如下措施：

（一）提高脫硝裝置安裝、調試質量

脫硝裝置的布置方式、安裝、調試質量，密切關系SCR裝置運行過程中氨逃逸濃度和SO2/SO3轉化率的大小，在根本上影響空預器的運行狀況。因此，加強脫硝裝置改造過程的質量控制、嚴格關鍵工序驗收和科學組織運行調試，保持脫硝裝置在最優(yōu)狀態(tài)運行，確保對其實施靈活的調整[5]。具體而言，脫硝反應器在投運以前，稀釋風機以及系統(tǒng)出口擋板要提前啟動，并且密切監(jiān)控反應器的升溫狀態(tài)。

（二）避免系統(tǒng)受熱面存積過多的灰塵

空預器的受熱面尾部如果存積了較多的灰塵，空預器差壓將接近并超過控制值，影響或危及空預器的安全、經(jīng)濟和穩(wěn)定運行。因此在鍋爐運行中，并且視情況來調整爐膛、受熱面和空預器的吹灰方式和頻率，以有效控制空預器蓄熱元件的積灰和差壓。此外，蒸汽吹灰系統(tǒng)投運前，必須對系統(tǒng)進行充分疏水，控制吹灰母管壓力在2.5MPa左右，按照規(guī)程要求的吹灰流程，每次保持連續(xù)、全面吹灰。嚴格控制SCR裝置運行中氨逃逸濃度，減少硫酸氫氨的生成，降低其與煙氣中灰塵結合的粘結性，避免空預器蓄熱元件積灰的惡性發(fā)展。

（三）避免空預器出現(xiàn)低溫腐蝕

通過標準化管理，提高脫硝改造安裝和調試質量，機組并網(wǎng)后保持SCR裝置良好的運行狀態(tài)。同時，通過運行控制手段全面防止空預器受到低溫腐蝕的影響。一方面，對空預器“逢停必檢”，及時調整空預器徑向密封片，控制空預器漏風率在5%以內；另一方面，精心制定每班配煤摻燒方案，加強輸煤運行專業(yè)精細化配煤管理，嚴格控制鍋爐出口SO×濃度，防止大幅波動；其次，加強鍋爐配風調整，嚴格控制過?？諝庀禂?shù)，減少SO3生成，以降低煙氣酸露點；另外，冬季或環(huán)境氣溫驟降時，及時投入鍋爐暖風器運行，控制空預器冷端溫度在煙氣酸露點之上。加強鍋爐運行調整，防止爐膛偏燒或尾部煙道左右側煙溫出現(xiàn)大的偏差，嚴格控制排煙溫度。

結束語：

當前在國家環(huán)保政策要求下，脫硝改造工程在燃煤發(fā)電機組普遍推廣，多數(shù)單位也在尋求適合于企業(yè)設備現(xiàn)狀的改造方案。在脫硝改造后，空預器的安全和經(jīng)濟運行受到多方面挑戰(zhàn)，稍有不慎可能造成空預器跳閘，出現(xiàn)機組非計劃停運的巨大經(jīng)濟損失。因此，多措并舉采取切實可行的運行措施與解決對策，保護鍋爐空氣預熱器的穩(wěn)定運行，確保SCR裝置改造達到最優(yōu)的綜合效果。