燃煤電廠空預器堵塞的預防與治理

文_賈昌明 王泰錦 林帆 盧熠然 華能福州電廠

1 空預器堵塞的原因

1.1 鍋爐燃煤煤種熱值低

為適應煤炭市場需求，大量燃煤電廠開始摻燒印尼、褐煤等低熱值劣質煤種。燃煤低位發熱量過低、水分大，會造成同負荷下給煤量增加、煙氣量增大，煙氣流速增大，增加了空預器阻力。

1.2 鍋爐啟動時制粉系統投入不當

鍋爐啟動過程中，采用油槍點火或是投入給煤機時，爐膛溫度低，煤粉燃燒較差，造成飛灰可燃物大量增加。未燃盡的油污及未燃燒的煤粉污染空預器，增加了堵灰的風險。

1.3 空預器吹灰參數

空預器蒸汽吹灰疏水不暢或時間過短，造成空預器吹灰蒸汽過熱度不足，吹灰效果差。試驗表明，空預器吹灰蒸汽過熱度應保持在130℃以上，吹灰器減壓閥調節性能不好，蒸汽帶水，不但減弱吹灰效果，嚴重時還會在高溫下與積灰泥化板結。采用乙炔吹灰時，乙炔與空氣的配比應達到12.5 左右，才能達到最佳的爆炸吹灰效果。

1.4 空預器停爐時清洗不徹底

鍋爐每次停爐后都要進行空預器水沖洗，沖洗不徹底或換熱元件未完全干燥即啟動，會在極短時間內加重堵塞。

2 脫硝系統對空預器的影響

2.1 硫酸氫氨生成機理

爐膛內煙氣中的SO2一部分被氧化成SO3，經過SCR 系統后，催化劑在把NOx 還原成N2的同時，將部分SO2氧化成SO3。

SCR 反應器出口煙氣中存在的未反應的逃逸氨NH3、SO3及水蒸氣反應生成硫酸氫氨或硫酸氨：

ABS 在146 ～207℃容易結露并與灰塵顆粒結合，呈現污泥狀，粘附在空預器換熱片造成堵塞。

2.2 氨逃逸濃度過高

氨逃逸濃度越大，空預器阻力增加得越快。除了極端工況造成短時間內過量噴氨外，當煙氣流場分布不均勻、噴氨格柵局部噴嘴被堵塞時，也會造成反應器出口局部區域的氨逃逸過量。對于煙氣脫硝裝置，除通過噴氨系統、導流系統、空氣混合系統的設計提高煙氣流場的分布均勻性外，日常運行過程中，還需嚴格控制噴氨量，防止過度噴氨，并定期進行噴氨系統的噴氨流量平衡調整，防止局部噴氨過大造成氨逃逸過高。

我廠5#爐氨/空氣流量達不到設計值，也是造成局部氨逃逸率超標的主要原因之一。設計要求最低氨/空氣混合流量為2800m3/h，推薦流量為3100m3/h 以上，在單側所有手動門均全開的情況下5#爐氨空氣混合流量僅能達到2800m3/h 左右。

3 空預器堵塞的預防

為了更好地控制空預器堵塞情況，必須采取技術手段，杜絕空預器堵塞的原因，從根本上降低或者杜絕空預器堵塞情況發生。

3.1 制粉系統投運時盡量提高出口溫度

機組每次停運時，在條件允許的情況下，將冷態開機首次啟動的制粉系統燒空倉，點火前加入揮發份較高的煤種，并提高運行過程中出口溫度，以降低鍋爐啟動初期的飛灰含碳量，從而抑止空預器堵灰的發生。在開機階段，點火前應利用除氧器加熱的給水將爐膛溫度盡量提高，進一步保證燃燒的充分性。

3.2 提高空預器吹灰要求

吹灰至少每8h 進行一輪，吹灰蒸汽要保證過熱度130℃以上。如果發現空預器差壓有上升趨勢，應縮短吹灰時間間隔。

3.3 加強蒸汽吹灰后的管理

每次蒸汽吹灰完成后要及時關閉吹灰汽源，防止空預器吹灰器內漏，蒸汽漏入空預器內部，造成冷凝、黏灰、板結。

3.4 高壓水沖洗要徹底

ABS 污染的空預器需要用溫水沖洗72h 以上。沖洗結束后要充分干燥，防止啟動時大量飛灰粘貼到換熱元件，加劇堵塞的風險。

3.5 合理控制噴氨量

運行中要避免手動快開噴氨調節門。正常運行中在磨煤機啟停、燃燒調整、事故處理等操作中應提前控制，通過降低SCR出口NOX設定值來自動調節噴氨量，并要不斷優化磨煤機啟停、燃燒調整的操作，避免NOX生成量大幅波動。

3.6 加強對噴氨均勻性的調整

建立噴氨流量定期調整試驗機制，每次檢修或每半年應對噴氨手動門調節進行一次優化，防止噴氨不均勻造成局部氨逃逸率超標。

3.7 控制氨逃逸濃度

運行中加強對氨逃逸濃度的監視，嚴格要求氨逃逸率不大于1ppm,發現氨逃逸濃度異常升高，應立即查找原因，重新調整噴氨手動門并調整氨空氣混合流量大于3100m3/h。

4 空預器差壓高的處理

4.1 加強吹灰

空預器煙氣側差壓大于2.0kPa 時要提高吹灰頻次并提高吹灰溫度，每8h 增加一輪，直至差壓有明顯下降。

4.2 提高煤種熱值

空預器差壓高時應改加高熱值低硫的煙煤，減少褐煤的加倉比例，一方面降低NOX、SO3生成量，減少噴氨量、減少ABS生成量；另一方面利用煙煤灰塵的高硬度對空預器換熱板進行沖刷清灰。

4.3 空預器升溫清堵

因脫硝運行不可避免會生成ABS，為防止堵塞進一步加劇，可進行空預器升溫清堵工作。鍋爐負荷穩定在60%左右，進行兩個小時空預器升溫工作，A、B 兩側分別進行。以A 側為例，保持聯絡門關閉，減小A 側送風量，增大A 側引風機量，提高該側空預器出口排煙溫度至200℃以上，維持2h。

4.4 優化運行調整

排氣溫度控制在一個合理的范圍內盡可能略高于露點溫度。氧氣室爐膛滿足最低氧、不完全燃燒的產品來減少生產,有效地抑制空氣預熱器堵灰。同時,氧氣量不能太大,避免產生SO3。加減負載過程中,保證制粉系統最好的操作方法；起止制粉系統,保持足夠的溫和的風出口溫度,增加煤粉細度,減少不完全燃燒,可以有效地減少后空氣預熱器堵灰。

4.5 優化空預器吹灰方式

單元的啟動和停止時間、低加載操作連續吹空氣預熱器。每4 ～8h 空氣預熱器在吹,吹蒸汽壓力和溫度是合適的。之前每一吹,吹疏水溫度達到指定值,暖管全職,防止濕蒸汽進入空氣預熱器。如果發現空氣預熱器阻力增加,應該增加吹的數量。中運行的關鍵監測空氣預熱器、壓差、空氣預熱器壓差增加,連續及時吹到空氣預熱器。

5 結語

我廠在空預器升溫清堵實踐中，將空預器出口排煙溫度提高到150 ～180℃,維持4h，空預器差壓最高下降0.6kPa。通過采取多種手段預防空預器堵塞，改善了空預器運行環境，提高了鍋爐效率。