降低豪頓華VN型空氣預(yù)熱器壓差增速

楊亮

摘 ? 要：本文通過對豪頓華VN型空氣預(yù)熱器壓差增速過大的原因進行分析，找出空氣預(yù)熱器堵塞原因為硫酸氫銨堵塞換熱面，通過對硫酸氫銨生成機理進行深入分析，找出主要原因為空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度偏低、SCR入口NOx含量過高、吹灰器作用不明顯，并根據(jù)找到的問題進行有針對性的處理，成功地減緩了空氣預(yù)熱器壓差增速，保障了機組的安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：空氣預(yù)熱器 ?壓差 ?硫酸氫銨 ?冷端綜合溫度 ?入口NOx含量 ?吹灰器

中圖分類號：TM62 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）07（b）-0085-02

1 ?背景介紹

1.1 空氣預(yù)熱器分類

空氣預(yù)熱器是鍋爐尾部煙道中的煙氣通過內(nèi)部的散熱片將進入鍋爐前的空氣預(yù)熱到一定溫度的換熱元件。用于提高鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗。現(xiàn)代鍋爐采用的空氣預(yù)熱器可分為管箱式、回轉(zhuǎn)式兩種。

1.2 我公司空氣預(yù)熱器重要參數(shù)簡介

我公司二期每臺鍋爐所配置兩臺空氣預(yù)熱器為豪頓華VN空預(yù)器。型號為26.5VN1770。換熱元件分兩層布置，熱端為低碳鋼元件，冷端為等同考登鋼元件。氣流布置：煙氣向下，空氣向上。每臺預(yù)熱器驅(qū)動電機設(shè)主、輔驅(qū)動電機，變頻器驅(qū)動。為保證受熱面清潔，增強傳熱效果，每臺空氣預(yù)熱器配兩只豪頓擺臂式吹灰器，分別布置在入口和出口過渡煙道上。吹灰器使用過熱蒸汽作為吹灰介質(zhì)，設(shè)計蒸汽壓力為（1.0±0.1）MPa，溫度為300℃～350℃，每只吹灰器的吹掃時間約為30min。每臺空氣預(yù)熱器熱端和冷端中間增設(shè)兩臺聲波吹灰器，采用南京常榮生產(chǎn)的奧笛牌可調(diào)頻高聲強聲波吹灰系統(tǒng)。氣源為壓縮空氣，吹灰壓力0.3～0.8MPa之間。設(shè)計冷端綜合溫度不低于148℃。每臺空氣預(yù)熱器空氣側(cè)入口處均設(shè)有暖風器一臺。

1.3 工作原理

空氣預(yù)熱器壓差分為空氣側(cè)和煙氣側(cè)，是空氣預(yù)熱器運行的一項重要指標。若空氣預(yù)熱器壓差過大，說明空氣預(yù)熱器換熱元件中間隙內(nèi)發(fā)生堵塞，輕則引起送、引風機不暢;制粉系統(tǒng)出力增大、鍋爐排煙溫度升高。重則機組效率降低;停機消缺等影響安全經(jīng)濟生產(chǎn)的狀況發(fā)生。

1.4 運行現(xiàn)狀

公司二期鍋爐于2013年年底為滿足環(huán)保排放要求進行脫硝、低氮燃燒等技改工作。經(jīng)PI歷史曲線分析發(fā)現(xiàn)：自2015年起，各爐空氣預(yù)熱器壓差出現(xiàn)增速過快的跡象，且超過規(guī)定要求。以我公司#3爐空氣預(yù)熱器為例，表明空氣預(yù)熱器換熱面發(fā)生了積灰、堵灰情況。詳細情況見圖1。

一旦空氣預(yù)熱器積灰嚴重（空氣預(yù)熱器壓差>2.4kPa）就會嚴重危及機組的安全運行，需采取措施予以消除，如停機處理或進行高壓在線水沖洗時，前者機組停運影響負荷率，后者沖洗一次所需費用頗高，且所需時間較長。

2 ?原因分析

我公司#3機組安裝的煙氣脫硝裝置采用在尾部豎井煙道內(nèi)安裝了脫硝系統(tǒng)，采用SCR工藝脫硝，經(jīng)與兄弟電廠調(diào)研溝通，采用此種工藝對煙氣脫硝后的機組均存在空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)壓差增速過快的問題。

經(jīng)查閱相關(guān)資料，由于SCR脫硝工藝采用液氨為還原劑，煙氣中的逃逸氨與煙氣中的SO3反應(yīng)，生成硫酸氫銨和硫酸氨（NH3+SO3+H2O=NH4HSO4;2NH3+SO3+H2O =（NH4）2SOc）;根據(jù)硫酸氫銨與溫度之間的相態(tài)關(guān)系，在空氣預(yù)熱器常規(guī)設(shè)計的冷段層上方和中間層下方，由于硫酸氫銨在此區(qū)域為液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變階段，具有極強的吸附性，會造成大量灰分在空氣預(yù)熱器內(nèi)沉降，不僅降低了空氣預(yù)熱器換熱效果，還會在空氣預(yù)熱器的低溫處產(chǎn)生腐蝕，引起空氣預(yù)熱器堵塞及阻力上升。

根據(jù)硫酸氫銨生成機理經(jīng)現(xiàn)場確認找出影響空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)壓差增速快的主要原因。

（1）空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度偏低。造成大量灰分在空氣預(yù)熱器內(nèi)沉降從而影響壓差變化。

（2）SCR入口NOx含量過高。SCR入口NOx含量過高會增大煙氣中的氮含量從而影響壓差變化。

3 ?針對原因采取的對策

3.1 空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度偏低

保證空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度。必須嚴格執(zhí)行暖風器投運管理規(guī)定，控制空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度（排煙溫度與空氣預(yù)熱器入口風溫之和）在合理范圍內(nèi)，所以要求及時投入暖風器運行。空氣預(yù)熱器壓差有上升時，可根據(jù)上升趨勢，適當提高冷端綜合溫度。但由于設(shè)計原因，空氣預(yù)熱器的冷端綜合溫度嚴禁超過230℃。冬季環(huán)境溫度低，空氣預(yù)熱器冷端腐蝕和堵灰現(xiàn)象發(fā)展較為迅速，應(yīng)密切監(jiān)控空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度值。并觀察對空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)壓差的影響。見表1。

因此由表1可以看出空預(yù)器冷端綜合溫度180℃以上對于空預(yù)器壓差并無明顯的降低效果，得出空預(yù)器冷端綜合溫度180℃為最佳經(jīng)濟工況的。

3.2 SCR入口NOx含量過高

（1）正常運行中，通過燃燒調(diào)整，嚴格控制 SCR入口NOx濃度，以降低噴氨量。當外界負荷波動大時，加強燃燒調(diào)整，適當降低過量空氣系數(shù)，控制合理噴氨量，滿足系統(tǒng)所需噴氨量，并不超上噴氨與稀釋風比上限值。

（2）優(yōu)化增、減負荷時低氮燃燒的二次配風方式，加強對脫硝反應(yīng)器入口NOx濃度的監(jiān)督和控制，避免在增減負荷時噴氨過量。盡量控制氨逃逸在較低值運行，嚴格避免氨逃逸量大于3ppm的情況。在不斷調(diào)整和數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)上，保證脫硝系統(tǒng)出口NOx排放濃度滿足環(huán)保要求的同時，找到脫硝反應(yīng)器出口NOx濃度的最優(yōu)值。

（3）當負荷過低時，脫硝反應(yīng)器入口煙溫較低，應(yīng)盡量保留上層燃燒器運行，并及時調(diào)整煙氣擋板;除此之外，還可申請值長審批，增大本爐對外供汽量，以保證SCR脫硝系統(tǒng)入口煙氣溫度在300℃以上運行。

（4）保證脫硝聲波吹灰器在程控程序控制下連續(xù)運行，及時檢查調(diào)整聲波吹灰器的供氣壓力。保證SCR系統(tǒng)出入口壓差正常，進出口壓差<600Pa，若SCR催化劑進出口壓差增大較快，迅速檢查聲波吹灰系統(tǒng)是否工作正常;當出入口壓差每層差壓高于300Pa或反應(yīng)器整體差壓高于800Pa時，進行SCR脫硝系統(tǒng)蒸汽吹灰。

4 ?對策實施的效果對比

通過對以上對策實施，大大降低了空氣預(yù)熱器壓差的增長速度，維持機組安全穩(wěn)定運行。詳細比對見表2。

5 ?結(jié)語

本文敘述空氣預(yù)熱器經(jīng)脫硝改造后存在的壓差增速過快問題，并對該問題進行深入分析，找到主要原因并制定有效對策，通過提高空氣預(yù)熱器冷端綜合溫度，降低SCR入口NOx含量，有效地降低了空氣預(yù)熱器壓差的增長速度。

參考文獻

[1] 胡海亮，高開強，王博，等.機械設(shè)計自動化設(shè)備的安全控制方案研究[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2019（16）：192-193.

[2] 周萬鴻.機械設(shè)計環(huán)保節(jié)能基本原理分析與應(yīng)用[J].世界有色金屬，2019（4）：311，313.

[3] 祝小琴.機械設(shè)計制造中綠色設(shè)計理念的運用[J].計算機產(chǎn)品與流通，2019（6）：273.