降低豪頓華VN型空氣預熱器壓差增速

楊亮

摘 ? 要：本文通過對豪頓華VN型空氣預熱器壓差增速過大的原因進行分析，找出空氣預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，并根據找到的問題進行有針對性的處理，成功地減緩了空氣預熱器壓差增速，保障了機組的安全穩定運行。

關鍵詞：空氣預熱器 ?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 空氣預熱器分類

空氣預熱器是鍋爐尾部煙道中的煙氣通過內部的散熱片將進入鍋爐前的空氣預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。現代鍋爐采用的空氣預熱器可分為管箱式、回轉式兩種。

1.2 我公司空氣預熱器重要參數簡介

我公司二期每臺鍋爐所配置兩臺空氣預熱器為豪頓華VN空預器。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。每臺預熱器驅動電機設主、輔驅動電機，變頻器驅動。為保證受熱面清潔，增強傳熱效果，每臺空氣預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，設計蒸汽壓力為（1.0±0.1）MPa，溫度為300℃～350℃，每只吹灰器的吹掃時間約為30min。每臺空氣預熱器熱端和冷端中間增設兩臺聲波吹灰器，采用南京常榮生產的奧笛牌可調頻高聲強聲波吹灰系統。氣源為壓縮空氣，吹灰壓力0.3～0.8MPa之間。設計冷端綜合溫度不低于148℃。每臺空氣預熱器空氣側入口處均設有暖風器一臺。

1.3 工作原理

空氣預熱器壓差分為空氣側和煙氣側，是空氣預熱器運行的一項重要指標。若空氣預熱器壓差過大，說明空氣預熱器換熱元件中間隙內發生堵塞，輕則引起送、引風機不暢;制粉系統出力增大、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濟生產的狀況發生。

1.4 運行現狀

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

一旦空氣預熱器積灰嚴重（空氣預熱器壓差>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安裝了脫硝系統，采用SCR工藝脫硝，經與兄弟電廠調研溝通，采用此種工藝對煙氣脫硝后的機組均存在空氣預熱器煙氣側壓差增速過快的問題。

經查閱相關資料，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，生成硫酸氫銨和硫酸氨（NH3+SO3+H2O=NH4HSO4;2NH3+SO3+H2O =（NH4）2SOc）;根據硫酸氫銨與溫度之間的相態關系，在空氣預熱器常規設計的冷段層上方和中間層下方，由于硫酸氫銨在此區域為液態向固態轉變階段，具有極強的吸附性，會造成大量灰分在空氣預熱器內沉降，不僅降低了空氣預熱器換熱效果，還會在空氣預熱器的低溫處產生腐蝕，引起空氣預熱器堵塞及阻力上升。

根據硫酸氫銨生成機理經現場確認找出影響空氣預熱器煙氣側壓差增速快的主要原因。

（1）空氣預熱器冷端綜合溫度偏低。造成大量灰分在空氣預熱器內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 空氣預熱器冷端綜合溫度偏低

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

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

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，加強燃燒調整，適當降低過量空氣系數，控制合理噴氨量，滿足系統所需噴氨量，并不超上噴氨與稀釋風比上限值。

（2）優化增、減負荷時低氮燃燒的二次配風方式，加強對脫硝反應器入口NOx濃度的監督和控制，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。在不斷調整和數據積累的基礎上，保證脫硝系統出口NOx排放濃度滿足環保要求的同時，找到脫硝反應器出口NOx濃度的最優值。

（3）當負荷過低時，脫硝反應器入口煙溫較低，應盡量保留上層燃燒器運行，并及時調整煙氣擋板;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運行，及時檢查調整聲波吹灰器的供氣壓力。保證SCR系統出入口壓差正常，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是否工作正常;當出入口壓差每層差壓高于300Pa或反應器整體差壓高于800Pa時，進行SCR脫硝系統蒸汽吹灰。

4 ?對策實施的效果對比

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

5 ?結語

本文敘述空氣預熱器經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熱器壓差的增長速度。

參考文獻

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