4×320MW機組鍋爐空預器阻塞原因分析及其解決方案

張野，李鵬厚

（徐州/銅山華潤電力有限公司，江蘇 銅山 221100）

華潤電力徐州有限公司（4×320MW）鍋爐是東方鍋爐（集團）股份有限公司設計、制造的DG1025/18.2-II12（4）型亞臨界、自然循環、爐膛、平衡通風、燃用貧煤煙煤、固態排渣、一次中間再熱的鍋爐。近期，我廠四臺鍋爐空預器均出現不同程度的堵塞現象，空預器差壓最高達到2.6kPa。空預器出口溫度提升到200℃，通過熱解后，差壓明顯下降，但維持較短時間后差壓又出現增大。針對此情況，首先，邀請潤電科學科學人員進行脫硝噴氨均勻性診斷及優化噴氨流場，控制氨逃逸率降低NH4HSO3在空預器冷端的凝結堆積。其次，在調停期間對空預器蓄熱元件進行水沖洗，利用NH4HSO3溶于水的特性清除換熱元件附著物，提高通透度。

1 空預器堵塞原因

燃煤機組的大氣污染物排放標準在近幾年的要求越來越低，超低排放成為國內燃煤機組改造及調整的熱門話題。燃煤機組NOx超低排放規定值為50mg/Nm3。在SCR系統脫硝過程中，煙氣再通過SCR催化劑時，二氧化硫轉化為三氧化硫。在脫硝過程中，氨的逃逸是避免不了的，因此，在空預器中很容易堆積生成硫酸氫銨。主要反應式如下：

NH3+SO3+H2O=NH4HSO4

2NH3+SO3+H2O=(NH4)2SO4

硫酸氫銨的形成會與NH3濃度的增加而增加，SO3/NH3摩爾比高將促進硫酸氫銨的形成。硫酸氫銨會隨著溫度的改變物理形態也隨之改變。燃煤機組，煙氣中含有很高的飛灰，硫酸氫銨在147～207℃以液態形式存在。

2 空預器阻塞實例分析及解決方案（以4#鍋爐為例）

我廠4#爐SCR脫硝裝置采用2運1備方式布置，SCR入口設計NOx濃度為500mg/Nm3，出口濃度45mg/Nm3，脫硝效率＞96%。但近期空預器出現差壓變大情況，A側空預器壓差為2.64kPa，B側空預器壓差為1.47kPa，比之前的1.19kPa壓差分別提高了1.45kPa和0.3kPa。

SCR出口NOx值A側儀表檢測結果為約12mg/Nm3，B側儀表檢測結果為約19mg/Nm3左右，而脫硫后煙囪出口測試值為約 44mg/Nm3。

2．1 解決方法一：優化噴氨流場

機組滿負荷情況下，進行噴氨優化試驗，并對試驗前后參數進行對比分析，剖析存在的問題并解決（如圖1）。

圖1 優化調整前脫硝出口AB側煙氣NOx濃度分布圖

根據摸底試驗所得SCR反應器進出口斷面的NOx分布結果，對反應器入口豎直煙道上AIG噴氨格柵不同支管的手動閥開度進行調節，經多次調整，反應器出口斷面的NOx分布均勻性得到明顯改善。在機組滿負荷工況下進行校核試驗，對AIG手動閥門進行微調，保證反應器出口NOx濃度滿足排放標準的前提下，測試反應器出口的NOx濃度分布（如圖2）。

圖2 優化調整后機組負荷310工況脫硝出口AB側煙氣NOx濃度分布圖

（1）SCR反應器出口NOx偏差大和流場不均勻，與SCR反應器出口的NOx偏差較大。電科院經過測量并進行調整，保證反應器內部流場均勻，減少出口偏差。

（2）由于超低排放環?？己溯^嚴，運行調整將煙筒入口NOx壓的很低，以此導致噴氨量過大，生成的NH4HSO3大量生成，其冷凝液化溫度在150～230℃，且NH4HSO3極易與飛灰黏結，粘結在空預器冷端蓄熱元件上，煙氣通道變小阻塞空預器，造成空預器壓差增大。

2．2 解決方法二：空預器離線高壓沖洗

空預器離線采用高壓（40MPa以上）清水沖洗，首先，用大流量高壓水將浮灰沖洗干凈，用專用高壓水槍對空預器蓄熱元件反復沖洗直至沖洗干凈，打開空預器清洗的排水系統，蓄熱元件清洗干凈后進行預膜處理以防止蓄熱元件氧化腐蝕，清洗后預熱器內部無銹蝕現象，包括清洗后的換熱原件。清洗后空預器阻力可接近設計值，降低排煙溫度2～4℃，熱風溫度上升6～10℃，引風機、送風機電耗明顯下降。沖洗前后圖如圖3、4。

圖3 沖洗前

圖4 沖洗后

2．3 解決方法三：空預器在線熱解

首先，關閉引風機入口聯絡擋板，關閉送風機出口聯絡擋板。一次風機不參與調整，保持兩側一次風機出力平衡，維持爐膛氧量正常，交替關小升溫側送風機動葉，開大另一側送風機動葉，兩側送風機電流偏差≤25A。送風機動葉開度不超過95%，監視加載側送風機不超電流，電機、風機軸承振動、溫度正常。維持爐膛負壓正常，其次交替開大升溫側引風機動葉，關小另一側引風機動葉，兩側引風機電流偏差≤150A。升溫側引風機動葉開度不超過95%。監視加載側引風機不超電流，電機、風機軸承振動、溫度正常。嚴格控制升溫側空預器出口煙溫溫升率＜5℃/min，達到150℃時再以1℃/min速率升溫。防止空預器由于膨脹不均造成卡澀?？刂瓶疹A器出口溫度在158～159℃，不超過200℃，穩定運行2小時。升溫過程中加強對溫升側空預器電流監視，若空預器電流波動大，或風煙系統參數異常，應立即停止升溫，恢復原工況運行并就地檢查空預器運行情況。然后，控制爐膛氧量、負壓在正常范圍內。兩側空預器運行工況差別大時，注意監視鍋爐壁溫、主再熱汽溫、脫硝系統參數、煙氣中粉塵、二氧化硫環保指標，防止單側參數嚴重超標?？刂粕郎貍纫L機全壓不超過8.5kPa，避免引風機發生失速。控制升溫側引風機入口負壓盡量不要超過6.0kPa，避免引風機入口風道發生內爆。進行空預器熱解硫酸氫銨工作時，以保證機組安全運行為原則，不允許采用提升暖風器溫度、降低磨煤機出口溫度、五臺制粉系統運行等影響機組經濟運行的極端方式控制升溫側空預器出口溫度。每半小時記錄一次空預器出口煙溫、空預器煙氣側、一次風、二次風側差壓、空預器電流。

表1

由表1對比數據可見，預器熱解后，有效降低空預器煙氣側、二次風側差壓，送、引風機電流下降為47.6A,降低廠用電率0.21%。

3 結語

為了避免硫酸氫銨導致空預器堵塞，可以開展如下工作：定期進行噴氨優化試驗，通過調整入口門開度，來實現反應器內流場均勻，降低氨的逃逸率。運行機組空預器差壓高后，可以嘗試熱解的方法，短時間可以解決空預器差壓及引風機電流大的問題。利用調停期間，對空預器進行檢查，發現堵塞嚴重時，聯系高壓沖洗。運行中加強空預器吹灰，及時清除附著在空預器受熱元件的硫酸氫銨與飛灰的混合物。