空預器差壓高的原因與對策探究

摘要：某電廠脫硝改造后空預器運行中出線了差壓高的異常現象，針對差壓高的問題分析出原因是由于氨逃逸生成硫酸氫銨，由于硫酸氫銨的特性使其過量粘結在空預器的換熱元件上導致差壓升高。為了有效的解決這個問題，該廠采用空預器在線沖洗的方法，從而既解決問題又穩定空預器的壓力，同時結合實際對空預器升溫技術進行了探究和比較，對同類問題具有一定的實際意義和參考價值。

關鍵詞：空預器;差壓高;硫酸氫銨;在線沖洗;空預器升溫

0 引言

在自然環境遭受越來越嚴重的破壞的同時，國家也相繼出臺了各種各樣的整治措施，火電廠的污染排放標準也有了相應的調整，例如NOx的最大排放值不得超過100mg/Nm3。為了達到國家的這一排放標準，各火電廠紛紛開始采用煙氣脫銷技術，通過空預器等裝置的添加及其作用從而有力的控制NOx 的排放量。

為了響應國家環保要求，某電廠先后對#3，4機組進行了脫硝改造，脫銷裝置需要改造的原因主要是因為它在運行一段時間之后會產生氨氣泄露的問題，泄露出來的氨氣會形成硫酸氫銨黏著于空預器換熱片上，較大極易造成空預器被堵塞。尤其是4B空預器煙氣側前后壓差達到2500Pa的條件下，脫銷機組就會喪失正常工作的能力。這就意味著工作人員必須要花費大量的心血控制氨氣的泄露問題以及空預器的阻塞問題。

1 空預器差壓高原因分析

某電廠有兩臺600MW超臨界機組，四角切圓燃燒方式，一次中間再熱，單爐膛平衡通風，空預器采用三分倉容克式回轉型。該電廠進行脫硝改造運行一段時間后，空預器出現差壓高的現象。

燃煤機組未配置SCR系統時，空預器吸入的煙霧容易在蓄熱元件表面沉積甚至是凝結成塊，進而引發阻塞問題。針對這個問題，傳統的蒸汽吹灰方法即可解決。

煤在燃燒時會生成少量的SO3，機組配置 SCR系統后，SCR反應催化劑中的活性組分釩在催化降解 NOX 的過程中， 對 SO2 的氧化起到一定的催

化作用，又使部分煙氣中的 SO2 氧化生SO3[ 6 ]。在脫硝過程中， 氨并不會被同步吸收和過濾掉， NH3 /NOX的檢測值由此也會大于正常范圍， 因此氨氣泄露的問題也就由此而來。

而在催化劑的作用和在O2存在條件下， NH3 優先和 NOx 發生還原脫除反應，生成 N2 和 H2O，而不和煙氣中的氧進行氧化反應，其主要化學反應式為：

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O ;

2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O 。

但是脫硝系統在運行溫度超過 450 ℃ 時會導致催化劑加速老化。而當溫度在300 ℃左右時，會發生副反應生成 NH4HSO4，其主要化學反應式為：

2SO2 + O2 → 2SO3;

NH3 + H2O + SO3 → NH4HSO4 。

由以上化學反應生成的 NH4HSO4 具有極強的粘著性，而且多粘著在空預器的熱換元件上，就會使得空預器內的差壓被迫加大，從而發生堵塞問題，影響整體的作業安全性。

2 空預器在線沖洗技術方案

2.1 在線沖洗原理

空預器在線沖洗，通過在線沖洗的方法對空預器轉子進行沖洗，空預器保持運行，在冷端殼體開孔，使用專用軌道及架設高壓水槍的沖洗法，對空預器冷端轉子進行沖洗，確保空預器蓄熱元件通道的暢通，具體方案如下圖1所示。

2.2 沖洗目標

（1）轉子轉動靈活，無卡澀，電流波動值≤1A;差壓波動值小于500pa。

（2）沖洗過程中及完成后，空預器及下游設備未受沖洗影響而出現設備參數異常情況;

（3）沖洗過程中，需要保持電除塵的溫度大于110℃;

（4）在線沖洗后在機組任何負荷下，空預器傳熱元件差壓明顯下降，空預器煙道差值≤1200Pa（600MW時）;

2.3 沖洗過程

假設軌道是沖洗的第一步，清洗工作需要遵從從里往外的原則，以預熱器的換熱元件為起點。沖洗過程中，空預器的沖洗時間以及與沖洗車的距離都要根據它的轉速和高壓水槍沖擊力來決定。從預熱器的換熱元件開始，沖洗距離間隔為2.5CM，時間間隔為最開始的5分鐘依次遞增2分鐘，但還是要以實際情況為準，靈活調整沖洗時間和間隔。沖洗車的清洗方法不同于空預器的清洗，應該從下往上，著重清理冷端和中溫端;在高壓水力的沖擊下，沖洗車所藏有的污垢會隨著煙氣一同被排出車外，從而保證沖洗車的清潔性。沖洗車的沖洗水源一般為消防水。沖洗過程中必須要時刻關注并記錄B側空預器的電流、出口煙的溫度以及一二次的風溫還有煙霧進入時的初始溫度、空預器的電流使用情況等等。空預器的正常用電流為30A，煙溫在110℃以內，超過這兩個數值的情況需要格外注意。監視空預器差壓變化降趨勢和電除塵火花率變化。

在展開空預器沖洗作業時，必須要保證送吸風機和一次風機每隔60分鐘接受一次檢查;同時要注意空預器用電的穩定性，防止意外跳閘。

2.3 沖洗結果

按照上述在線沖洗方案，對空預器堵塞區域進行沖洗，沖洗前后某部分換熱器效果如下圖2、3所示。下圖中的結果可以看出，進過在線沖洗后，換熱器部分堵塞物基本沖刷干凈，該種手段可以有效地解決堵塞的問題。

3 空預器升溫法探究

3.1 升溫法目的：

針對目前3A、4B空預器煙氣側差壓較高，存在堵塞現象，依據硫酸氫氨的物理特性、結合我廠以前空預器停運的經驗并參考別廠空預器堵塞治理經驗，提出通過將空預器升溫的方式將粘附的硫酸氫氨從固態變成氣態，減輕空預器堵塞程度。

3.2 升溫法技術依據

經過查閱相關資料、其他電廠實施效果和經空預器及引風機廠家確認，分析認為：

1）硫酸氫氨的軟化和氣化溫度為150℃～230℃，對空預器升溫后硫酸氫氨從固態變成氣態，可以大大減輕堵塞;

2）硫酸氫氨堵塞空預器一般是沉積在中間層，特別是中間層與涂塘瓷層之間，需要將空預器的中間層的煙溫提升至硫酸氫氨的軟化和氣化溫度，使其軟化和氣化從而被煙氣和吹灰蒸汽吹掃帶走。根據空預器的溫度分布計算，空預器排煙溫度比滿負荷時提升40℃（即空預器排煙溫度為174℃）時，中間層溫度即可達到硫酸氫氨的軟化和氣化溫度230℃;

3）空預器中蓄熱片的材質為碳鋼材質，在420℃以下的條件下工作還可保持正常，若再涂加一定的冷端蓄熱元件，則必須將其工作溫度控制在350℃以內;

4）由于空預器構造的特殊性，煙霧從進入到排出會發生巨大的溫差變化，隨著煙霧溫度的升高，空預器變形的幾率也會大大增加;

5）空預器的后排煙溫度一般需要保持在200℃左右，為了保證吸入煙的整體溫度均衡，空預器另一側的溫度則必須要低于后排煙的溫度。若另一側溫度不慎升高，需要噴水及時處理。

3.2 技術對比

對比運行優化和在線沖洗，以及升溫的情況，如下表1所示。其中在線沖洗和升溫技術都能夠有效地解決空預器堵塞的問題，但是各有優缺點。具體需要結合實際情況來選擇相應對策。

4 結論

本文針對某電廠脫硝改造后空預器差壓異常升高的問題進行了分析，找出原因是由于氨逃逸過高形成硫酸氫銨粘結在換熱片上。然后該電廠運用在線沖洗技術對堵塞部分沖洗，結果證明該手段可以有效地解決暫時差壓高的情況，之后本文又對空預器升溫的方法進行了探究與對比，闡述了不同技術手段的優劣。

參考文獻：

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[2] 沈建軍， 禾志強. 燃煤電廠超低排放形勢下空預器堵塞預防措施[J]. 環境保護科學， 2017（1）.

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[4] 劉海鵬， 范允峰. 1000MW機組空預器堵塞的原因及運行措施[J]. 山東工業技術， 2015（24）：34-34.

作者簡介：

羅國堅（1983-），男，廣東珠海人，本科，助理工程師，廣東珠海金灣發電有限公司，從事集控運行工作，519000