空預(yù)器堵塞的原因分析及調(diào)整對策

摘要：空預(yù)器是火力發(fā)電廠鍋爐中重要的輔機設(shè)備之一，主要作用是利用高溫煙氣來加熱鍋爐燃燒所需要的空氣，其原理是通過連續(xù)轉(zhuǎn)動的散熱片，在煙氣低溫區(qū)域緩慢地載著傳熱元件旋轉(zhuǎn)，使流入預(yù)熱器的熱煙氣和冷空氣完成熱交換?？疹A(yù)器回收了煙氣熱量，降低了排煙溫度，因而提高了鍋爐效率;同時由于燃燒所需空氣溫度提高，有利于燃料的著火和燃燒，減少了燃料不完全燃燒的熱損失。現(xiàn)對某廠空預(yù)器堵塞的原因及預(yù)防措施進行分析。

關(guān)鍵詞：空預(yù)器;SO3;脫銷;堵塞;NOx

0? ? 引言

空氣預(yù)熱器分為兩大類：傳熱式和蓄熱式。某廠采用三分倉容克式空氣預(yù)熱器，其布置在脫銷裝置后段。煙氣脫硝裝置采用SCR脫硝技術(shù)，由于市場原因入爐煤種與設(shè)計煤種偏差較大，且因入爐煤質(zhì)不穩(wěn)定、SCR系統(tǒng)不能實現(xiàn)自動控制等原因，導致該廠NOx排放瞬時超標較多、氨逃逸較高、空預(yù)差壓過高，嚴重影響機組的安全性、經(jīng)濟性及環(huán)保排放指標的控制。下面對該廠空預(yù)器堵塞的原因及預(yù)防措施進行分析。

1? ? 空預(yù)器堵塞的原因

該廠原空預(yù)堵塞并不嚴重，但由于市場、環(huán)保等原因增加脫銷系統(tǒng)后空預(yù)堵塞較為嚴重，空預(yù)器前后煙氣差壓最大達到3.0 kPa，嚴重影響機組的安全性。分析空預(yù)器堵塞主要原因如下：

1.1? ? SO2的影響

煤中的硫在爐膛燃燒生成SO2，SO2在催化劑的作用下進一步氧化生成SO3，SO3與煙氣中的水蒸氣生成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽的存在使煙氣的露點顯著升高。由于空預(yù)器冷端壁溫常低于煙氣露點，這樣硫酸蒸汽就會凝結(jié)在空預(yù)器受熱面上，造成硫酸腐蝕。

1.2? ? 空預(yù)器吹灰系統(tǒng)的影響

在鍋爐運行中，為保證空預(yù)器加熱效果不變，應(yīng)定期對空預(yù)器進行吹灰，但吹灰次數(shù)、吹灰蒸汽壓力和溫度不合格會使吹灰效率降低。如：壓力過高造成空預(yù)器蓄熱元件損毀，使煙氣中飛灰等顆粒物附著在空預(yù)器蓄熱元件上，或蓄熱元件波紋板斷裂、位移形成空預(yù)器堵塞。

1.3? ? 空預(yù)器漏風系數(shù)的影響

空預(yù)器漏風時，由于鍋爐送風進入空預(yù)器煙氣側(cè)使煙氣側(cè)部分地方溫度低于煙氣露點，同時由于煙氣中含O2量增加使煙氣中CO濃度降低，而CO能抑制SO3的生成，所以SO3增加，從而進一步加劇低溫腐蝕。

另外，當空預(yù)器漏風量增大時，煙氣中O2的增加會使脫銷噴氨量增加，從而使空預(yù)器堵塞。

1.4? ? NOx的影響

由于SCR脫硝系統(tǒng)運行過程中會產(chǎn)生黏性大、腐蝕性強、液態(tài)的NH4HSO4，而在檢修時發(fā)現(xiàn)空預(yù)器堵塞物中大多是以NH4HSO4為主的混合物。所以，脫銷系統(tǒng)對空預(yù)器影響很大。

2? ? 空預(yù)器堵塞的預(yù)防措施

結(jié)合該廠實際總結(jié)出一般應(yīng)采取以下措施（由于該廠在投入脫銷系統(tǒng)后空預(yù)器堵塞增加，故主要措施為防止NH4HSO4的生成）：

2.1? ? 提高空預(yù)器冷端綜合溫度在160 ℃以上

由于NH4HSO4的露點為120 ℃左右，當冷端綜合溫度在160 ℃以上時，可以保證空預(yù)器大部分區(qū)域溫度在120 ℃以上，減少NH4HSO4的生成。

2.2? ? 控制空預(yù)器吹灰參數(shù)

按照空預(yù)器廠家規(guī)定的吹灰壓力、溫度（盡量提高吹灰溫度），每次吹灰時必須將輸水輸干凈，防止汽水混合物對空預(yù)器產(chǎn)生影響。當空預(yù)器差壓大于1.0 kPa，可適當增加吹灰頻次，單側(cè)空預(yù)器差壓超過1.5 kPa，可采用提高單側(cè)空預(yù)器出口煙溫的方式分解NH4HSO4。脫硫系統(tǒng)入口煙溫不應(yīng)高于170 ℃（脫硫系統(tǒng)180 ℃退出），空預(yù)器差壓達到2.5 kPa時，應(yīng)及時進行在線水沖洗，將粘附在空預(yù)器上以NH4HSO4為主的混合物清除。

2.3? ? 控制總排口NOx小時均值不超標

盡量減少瞬時值超標情況，控制氨逃逸盡可能低，防止空預(yù)器堵塞。

2.3.1? ? 燃燒調(diào)整方面

保持鍋爐燃燒均衡，是保證脫硝系統(tǒng)氨氮均衡、減少氨逃逸、防止空預(yù)器堵塞的基本條件。入爐煤質(zhì)波動大、燃燒系統(tǒng)配風不合理及制粉系統(tǒng)運行方式不合理或有缺陷等，會導致鍋爐內(nèi)部燃燒不均衡。各班組要重視鍋爐燃燒的均衡，防止出現(xiàn)局部高溫，影響爐內(nèi)NOx的均衡分布，導致噴氨量過大，局部氨逃逸升高。燃燒調(diào)整的方法和措施：

（1）盡可能提高爐內(nèi)燃燒的均勻程度：利用機組檢修機會，進行爐內(nèi)二次風系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)及燃燒系統(tǒng)的冷態(tài)試驗;每季度進行一次磨煤機出口管道一次風熱態(tài)調(diào)平工作。

（2）個別燃燒器故障（磨煤機出口粉管不通暢）會引起爐內(nèi)燃燒不均衡，應(yīng)盡快停運磨煤機，吹通粉管，以保證兩側(cè)燃燒均衡。

（3）保持鍋爐左右側(cè)煙氣氧量均衡，嚴格按要求控制各負荷工況下省煤器出口煙氣氧量。左右側(cè)氧量出現(xiàn)偏差時立即利用二次風擋板、兩臺送風機出力偏置進行調(diào)整。

（4）嚴格控制鍋爐左右側(cè)煙溫均衡、低過出口左右側(cè)汽溫均衡。通過煙溫和汽溫等判斷左右側(cè)燃燒有偏差時，利用調(diào)整運行磨煤機出力、磨煤機運行方式及二次風箱擋板、燃盡風擋板進行調(diào)整。

（5）保持SCR系統(tǒng)左右側(cè)入口NOx濃度均衡，正常工況下，若入口NOx濃度偏差大于100 mg/Nm3，則說明爐內(nèi)配風或燃燒不均衡，必須立即查找原因，進行調(diào)整。

（6）低負荷或環(huán)境溫度較低工況運行時，應(yīng)及時投運暖風器，開大再熱器側(cè)煙氣擋板等，提高SCR入口煙溫，SCR投運溫度不宜低于320 ℃。

（7）當煤種變化時，尤其是入爐煤揮發(fā)分降低和含硫量升高時，應(yīng)嚴密監(jiān)視鍋爐NOx濃度、氨逃逸率、空預(yù)器差壓的變化，必要時進行燃燒調(diào)整、SCR格柵優(yōu)化調(diào)平等相關(guān)試驗。

2.3.2? ? SCR系統(tǒng)的控制

（1）噴氨量的控制要平穩(wěn)，任何情況下不得通過大幅開關(guān)噴氨調(diào)門控制出口NOx濃度。噴氨量要勤調(diào)、小幅調(diào)節(jié)、提前調(diào)節(jié)，根據(jù)脫硝出口和入口、脫硫系統(tǒng)出口和入口NOx濃度值的變化，及時調(diào)節(jié)噴氨量，必要時進行噴氨量的控制調(diào)整等相關(guān)試驗。

（2）供氨母管的壓力對噴氨調(diào)節(jié)有較大影響，切換氨罐、快速升降負荷及大幅開關(guān)噴氨調(diào)門均會造成供氨壓力波動，此時應(yīng)加強監(jiān)視，及時調(diào)整，防止噴氨過大和過小。通過調(diào)整兩側(cè)噴氨量，盡量保持兩側(cè)氨逃逸平衡。

2.3.3? ? 特殊工況下的調(diào)整

特殊工況下，機組升降負荷、啟停磨煤機、吹灰、液氨罐切換等操作時，必須持續(xù)監(jiān)控脫硝系統(tǒng)的運行，及時進行調(diào)節(jié)，防止NOx濃度大幅波動。

（1）升負荷時的控制措施：

1）及時手動調(diào)整風量偏置，避免風量增加過快，造成NOx濃度突升。

2）適當增加噴氨量，維持出口NOx濃度稍低。

3）通過限制負荷上限，限制升負荷速率，防止協(xié)調(diào)方式下鍋爐負荷增加過快。

4）盡早啟動磨煤機，根據(jù)燃料指令偏差，調(diào)節(jié)磨煤機出力，防止汽壓偏差大，導致協(xié)調(diào)控制快速增加鍋爐指令，造成NOx濃度突升。

5）及時調(diào)整液氨蒸發(fā)槽出力，防止用氨量增大導致供氨母管壓力下降。

（2）降負荷時的控制措施：

1）及時手動調(diào)整風量偏置，保持適當?shù)难趿?，避免風量波動造成NOx濃度波動。

2）逐漸減小磨煤機出力，通過監(jiān)視燃料指令的變化，保持磨煤機出力平穩(wěn)降低，防止燃燒波動造成NOx濃度波動。

3）選擇合適的停磨時機，避免停磨時造成燃燒波動，導致NOx濃度波動。

4）停磨后及時減小通風量，避免造成NOx濃度波動。

（3）吹灰對NOx濃度的影響和控制措施：

1）爐膛吹灰可以降低爐膛溫度及NOx濃度，各班應(yīng)及時進行爐膛吹灰，特別是NOx濃度較高時，應(yīng)盡快吹灰。

2）水平煙道吹灰可降低吹灰區(qū)域煙溫，使該側(cè)NOx濃度大幅下降，因此吹灰前應(yīng)提前適當減少噴氨量，避免因過噴氨造成氨逃逸升高;吹灰結(jié)束前適當增加噴氨量，避免NOx濃度超標。

（4）氨罐切換會因氨罐壓力降低，造成供氨母管壓力降低，機組噴氨流量減少。氨罐切換前必須通知另一臺機組人員，適當開大噴氨調(diào)門開度，切換過程中監(jiān)視供氨壓力和噴氨流量、出口NOx濃度的變化，及時手動調(diào)整噴氨量。

（5）蒸發(fā)槽投、退時控制不當易引起供氨壓力波動，導致出口NOx濃度波動，因此要注意控制，平穩(wěn)操作：

1）蒸發(fā)槽故障需退出運行時，盡量選擇在機組低負荷階段進行。

2）停運蒸發(fā)槽時通知另一臺機組人員，監(jiān)視脫硝系統(tǒng)噴氨穩(wěn)定，緩慢關(guān)閉蒸發(fā)槽出口調(diào)門，保持供氨母管壓力穩(wěn)定。

3? ? 結(jié)語

本文分析了空預(yù)器堵塞的原因，并就空預(yù)器堵塞的預(yù)防提出了建議，尤其是對預(yù)防NOx的生成全面介紹了運行調(diào)整方法，希望對企業(yè)維持鍋爐安全經(jīng)濟運行有所幫助。

收稿日期：2020-05-18

作者簡介：白曉亮（1988—），男，山西呂梁人，集控高級工，從事電廠集控運行工作。