首陽(yáng)山電廠空預(yù)器堵塞原因分析及處理

摘 要：闡述了大唐洛陽(yáng)首陽(yáng)山發(fā)電有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱首陽(yáng)山電廠）超低排放改造后，隨著脫硝投運(yùn)，空預(yù)器差壓逐漸升高，分析了升高的原因和危害，以及采取的措施，探討解決空預(yù)器堵塞的有效方法。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硝；硫酸氫氨；空預(yù)器堵塞

1 概述

大唐洛陽(yáng)首陽(yáng)山發(fā)電有限責(zé)任公司位于河南省洛陽(yáng)市偃師市城關(guān)鎮(zhèn)，是我國(guó)80年代開(kāi)始分兩期建成的火力發(fā)電廠，電廠現(xiàn)裝機(jī)容量1040MW（2×220MW+2×300MW），二期工程3、4號(hào)機(jī)組裝設(shè)兩臺(tái)東方鍋爐廠制造的DG-1025/18.2-Ⅱ6型汽包爐，配300MW汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐為亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、緊身封閉、全鋼構(gòu)架的？裝型汽包爐。設(shè)計(jì)煤種為義馬與新安煤的混煤，制粉系統(tǒng)采用冷一次風(fēng)正壓直吹系統(tǒng)，配五臺(tái)MPS-200型中速磨煤機(jī)。脫硝采用尿素?zé)峤猓ㄋ猓┊a(chǎn)生氨氣制備還原劑，選擇性催化還原法（SCR）煙氣脫硝工藝，脫硝裝置按一爐兩室布置。每臺(tái)脫硝裝置的煙氣處理能力為相應(yīng)鍋爐ECR工況時(shí)的100%煙氣量，脫硝裝置入口NOX含量≤500mg/Nm3時(shí)，保證脫硝效率≥82%；NOX排放濃度不超過(guò)100mg/Nm3；SO2/SO3轉(zhuǎn)化率小于1%；NH3/NOX摩爾比不超過(guò)0.8151。

2 設(shè)備情況

在2013年10月4號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修和2014年4月3號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修中，分別對(duì)4、3號(hào)爐空預(yù)器進(jìn)行改造。保留原空預(yù)器分倉(cāng)結(jié)構(gòu)，對(duì)空預(yù)器蓄熱元件進(jìn)行改造，共分三層，從高到低高度分別為1000mm、900mm、200mm，最下層采用L波型、干法靜電噴涂工藝的鍍搪瓷蓄熱元件，上兩層采用DU波型、脫碳鋼蓄熱元件；單臺(tái)空預(yù)器蓄熱元件換熱總面積為58000m2；在保留原固定密封基礎(chǔ)上，在冷熱端徑向密封分別增加24道陶瓷柔性接觸式密封片；同時(shí)在蓄熱元件熱端增設(shè)蒸汽吹灰器，在冷端加裝蒸汽+高壓水的雙介質(zhì)吹灰器，以便在空預(yù)器出現(xiàn)堵塞時(shí)對(duì)空預(yù)器進(jìn)行在線沖洗。3、4號(hào)機(jī)組分別于2015年11月、12月進(jìn)行了超低排放改造。改造后，在鍋爐45%～100%BMCR負(fù)荷范圍內(nèi)，脫硝裝置在附加層催化劑投運(yùn)后，三層催化劑共同保證，NOX脫除率不小于91.1%，NOX排放濃度不超過(guò)40mg/Nm3。自SCR 脫硝系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)，空預(yù)器多次出現(xiàn)蓄熱原件冷端低溫腐蝕堵塞現(xiàn)象，而且堵塞比較嚴(yán)重，且惡化速度較快，進(jìn)入冬季環(huán)境溫度下降時(shí)尤其明顯。

3 空預(yù)器堵塞原因及危害

3.1 原因

加裝SCR脫硝系統(tǒng)后，特別是超低排放改造后，由于增加一層催化劑，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率有一定程度提高，空預(yù)器堵塞最主要原因就是SCR脫硝系統(tǒng)中逸出的氨氣與煙氣中的三氧化硫、水蒸氣生成硫酸氫銨凝結(jié)物。硫酸氫銨具有很大的黏性，附著在空預(yù)器受熱面上捕捉煙氣中的飛灰，嚴(yán)重影響空預(yù)器的阻力和流通換熱能力。硫酸氫氨生成量與氨逃逸密切相關(guān)，資料表明，當(dāng)SO3=2～3ppm，NH3>2ppm時(shí)，硫酸氫銨積聚現(xiàn)象就會(huì)在空預(yù)器內(nèi)部發(fā)生，空預(yù)器內(nèi)形成硫酸氫銨約占NH3逃逸量的20%。

分析我公司氨逃逸量過(guò)大主要有以下幾方面因素：

一是我廠要求NOX出口標(biāo)態(tài)控制在50mg/Nm3以下，個(gè)別班組噴氨量過(guò)大；二是個(gè)別脫硝噴嘴堵塞及煙氣流場(chǎng)不勻稱，造成噴氨量過(guò)大；三是長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行，排煙溫度低，造成硫酸氫氨積聚；四是負(fù)荷調(diào)整頻繁，噴氨調(diào)節(jié)滯后造成噴氨量過(guò)大。

3.2 危害

空預(yù)器堵塞，機(jī)組負(fù)荷250MW以上，經(jīng)常發(fā)“空預(yù)器差壓高”“引風(fēng)機(jī)入口壓力大”報(bào)警，負(fù)荷300MW，空預(yù)器差壓可達(dá)1.8～1.9Kpa，引風(fēng)機(jī)入口壓力-4.5Kpa左右，嚴(yán)重影響機(jī)組出力和安全運(yùn)行。

4 處理方法

（1）在線水沖洗。二期回轉(zhuǎn)式空預(yù)器設(shè)計(jì)滿負(fù)荷壓差為944pa，當(dāng)空預(yù)器壓差超過(guò)設(shè)計(jì)壓力150%時(shí)，按照《二十五項(xiàng)反措實(shí)施細(xì)則》需對(duì)空預(yù)器進(jìn)行在線沖洗。沖洗原則：a.空預(yù)器沖洗原則：?jiǎn)蝹?cè)在線沖洗。b.空預(yù)器出口煙溫低于100℃應(yīng)立即采取措施提高排煙溫度，措施無(wú)效時(shí)立即終止空預(yù)器在線沖洗?？疹A(yù)器高壓水泵系統(tǒng)流量12.6T/h，按照空預(yù)器在線沖洗設(shè)計(jì)要求：每次在線沖洗水量不宜超過(guò)30T，每次沖洗周期約2.5個(gè)小時(shí)，每次在線沖洗不超過(guò)4個(gè)周期。

（2）提高空預(yù)器排煙溫度。進(jìn)行提高空預(yù)器出口排煙溫度使硫酸氫銨氣化分解，根據(jù)環(huán)境溫度及排煙溫度情況，在鍋爐負(fù)荷50%～100%之間均可進(jìn)行。采用關(guān)閉單側(cè)空預(yù)器二次風(fēng)出口擋板的方法，提高單側(cè)排煙溫度至150℃～160℃，同時(shí)應(yīng)保證另外一側(cè)空預(yù)器出口排煙溫度不低于100℃，期間空預(yù)器進(jìn)行連續(xù)吹灰。推薦：當(dāng)燃煤中含硫量低于1.5%且灰/硫比大于7時(shí)，冷端綜合溫度（CCET）要求不低于148℃。（注：CCET=煙氣出口溫度+空氣入口溫度）。

（3）采用離線高壓水沖洗。利用機(jī)組臨停或檢修機(jī)會(huì)，采用高壓沖洗車對(duì)空預(yù)器蓄熱元件進(jìn)行高壓水沖洗。清洗方式：采用高壓（50Mpa）水進(jìn)行清洗。

分析以上三種方法，在線水沖洗，成本高，效果差，且一般一至兩個(gè)月就會(huì)失效；離線水沖洗需機(jī)組停運(yùn)，受電網(wǎng)制約；借鑒兄弟單位經(jīng)驗(yàn)，我公司目前主要采用提高空預(yù)器排煙溫度使硫酸氫銨氣化分解，輔以空預(yù)器吹灰治理空預(yù)器堵塞，效果不錯(cuò)。

下面著重介紹我公司提高空預(yù)器排煙溫度使硫酸氫氨氣化分解的操作方法，以A空預(yù)器為例：（1）試驗(yàn)開(kāi)始通知脫硫運(yùn)行人員，試驗(yàn)過(guò)程密切關(guān)注原煙氣、凈煙氣溫度，事故噴淋達(dá)到啟動(dòng)條件確保事故噴淋投入。若事故噴淋開(kāi)啟仍無(wú)法控制原煙氣溫度低于160℃、凈煙氣溫度低于60℃時(shí)，應(yīng)及時(shí)匯報(bào)值長(zhǎng)。原煙氣溫度高于165℃、凈煙氣溫度高于65℃時(shí)，應(yīng)停止試驗(yàn)。（2）關(guān)閉送風(fēng)聯(lián)絡(luò)擋板，緩慢減小A側(cè)送風(fēng)機(jī)出力，增加B送風(fēng)機(jī)出力（額定電流108.3A），維持總風(fēng)量和爐膛出口氧量正常。利用降低單側(cè)送風(fēng)機(jī)出力提高同側(cè)空預(yù)器出口煙溫。排煙溫度150℃穩(wěn)定10分鐘，繼續(xù)提高排煙溫度至155℃，穩(wěn)定10分鐘，繼續(xù)提高排煙溫度（三個(gè)點(diǎn)中取最高點(diǎn)）至160℃保持穩(wěn)定。（3）如減小A側(cè)送風(fēng)機(jī)出力后，排煙溫度無(wú)法達(dá)到試驗(yàn)要求值，可采取關(guān)閉B側(cè)空預(yù)器入口煙氣擋板方法提高A側(cè)排煙溫度。注意關(guān)閉煙氣擋板時(shí)操作應(yīng)緩慢，操作過(guò)程保持就地與盤上通訊順暢。（4）關(guān)閉B空預(yù)器入口煙氣擋板后，會(huì)對(duì)脫硝SCR兩側(cè)煙氣量分配產(chǎn)生一定影響，相應(yīng)調(diào)整熱解爐出口至A、B側(cè)噴氨格柵調(diào)整門，保證SCR出口NOX平衡。（5）投入A、B側(cè)二次風(fēng)再循環(huán)，盡可能提高排煙溫度。（6）提高單側(cè)排煙溫度同時(shí)應(yīng)保證B空預(yù)器出口排煙溫度不低于100℃。（7）在調(diào)整單側(cè)送風(fēng)機(jī)出力時(shí)，需注意觀察A空預(yù)器電流變化趨勢(shì)，如出現(xiàn)空預(yù)器電流擺動(dòng)至13A，則暫停操作，待電流波動(dòng)減小后繼續(xù)降低送風(fēng)機(jī)出力。防止空預(yù)器因失去二次風(fēng)冷卻而變形卡澀。（8）排煙溫度穩(wěn)定后對(duì)空預(yù)進(jìn)行連續(xù)吹灰，時(shí)間8小時(shí)。（9）A送風(fēng)機(jī)出力降低期間，重點(diǎn)監(jiān)視B送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)及空預(yù)器運(yùn)行情況。每15分鐘檢查送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)及風(fēng)煙系統(tǒng)畫(huà)面一次。重點(diǎn)監(jiān)視送、一次風(fēng)機(jī)電流、軸承溫度及電機(jī)運(yùn)行參數(shù)正常，空預(yù)器電流正常、無(wú)大幅擺動(dòng)。每1小時(shí)就地檢查相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備一次。發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)聯(lián)系處理。（10）如影響安全運(yùn)行應(yīng)立即中止措施執(zhí)行，恢復(fù)正常運(yùn)行方式。

5 結(jié)束語(yǔ)

空預(yù)器堵塞嚴(yán)重影響機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)性，而運(yùn)行中通過(guò)提高空預(yù)器排煙溫度，氣化分解硫酸氫氨，是解決空預(yù)器堵塞的一種有效方法，供其他單位參考。

參考文獻(xiàn)

[1]崔錫盛.脫硝系統(tǒng)投運(yùn)后空預(yù)器堵灰的防治[J].科學(xué)與技術(shù)，2014.

[2]李云東.基于硫酸氫氨造成的空預(yù)器堵塞治理對(duì)策[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2015.

作者簡(jiǎn)介：鮑二會(huì)，籍貫：河南焦作。