660MW燃煤锅炉空预器堵塞原因及处理技术研究

图3 660MW时#12SCR流量趋势

大部分情况下,1机排烟温度110~130℃左右。这种情况下机组负荷稍微有所波动，排烟温度就会低于NH4HSO4结露温度，粘附在空预器上，堵塞空预器。堵塞较为严重时，一次风侧的压差最大可达1.56kPa,对机组的安全运行造成严重威胁。

(1)脱硝系统投运。

SCR脱硝系统投运后，为了保证脱硝效率，消耗的NH3往往大于脱硝反应的理论要求，这就使得有少量的NH3随着烟气流向至烟囱排放出去。脱硝系统运行中，烟气中过量的NH3会和SOX在SCR反应器内产生化学反应形成气态的NH4HSO4。此外随着运行时间的增加、入炉煤中部分杂质等因素影响等，SCR催化剂活性在逐渐下降，烟气脱硝效率降低、脱硝消耗的液氨增加，造成氨逃逸率增大。宝庆电厂SCR脱硝系统主要以SCR出口烟气NOX含量为控制标准。实际运行中，该测点测量值与实际值存在一定偏差,导致表1中两侧喷氨量也存在着偏差。该偏差随着运行时间，负荷的关系逐渐增大，最大偏差达10.7%。机组运行期间长时间两侧喷氨不均匀，不仅不利于机组脱硝，还会导致两侧烟气流通不一致、两侧空预器堵塞不一致，两侧一次风压差变大，锅炉燃烧环境变差，严重时会导致炉膛负压大幅度波动，甚至MFT至停机。

图4 330MW负荷时#12SCR流量趋势图

为保证烟气排放的环保要求，只能加大喷氨调节系数，增大喷氨量，造成机组#2SCR运行中喷氨长期大于#1SCR,空预器B的压差也明显高于空预器A。

(2)低负荷运行。

资料表明，SCR脱硝反应合适温度要求控制在在310~420℃之间，最佳反应温度为380℃左右，当温度过高或者过低时，脱硝催化剂效率都会有所下降。宝庆电厂#1机组为660MW火电燃煤机组，机组负荷日夜波动较大,锅炉燃烧情况复杂。

图2#1机排烟温度趋势图

图2表明，在机组低负荷运行时，排烟温度明显下降趋势。图3图4表明，低负荷运行时,#1、#2SCR流量偏差也增大。这主要由于当机组处于400MW负荷以下运行时，燃烧器燃烧效果减弱，燃烧时氣量偏大，燃料型生成的NOX增加。此外,锅炉燃烧并不是完全对称的，相对来说，B侧的NOX高于A侧，使得脱硝过程中A、B两侧喷氨量存在偏差。

同时SCR催化剂区域的温度较低(320℃左右)，脱硝催化剂活性下降，脱硝反应效率降低。此时为了保证脱硝出口含量不超标，只能增加喷氨量，两侧喷氨量偏差增大，导致氨逃逸率增大，增加了NH4HSO4的生成量。同时，当催化剂层温度处于300℃时候，在同一催化剂的作用下，另一副反应也会发生：

生成的NH4HSO4会粘结在催化剂层，堵塞空预器。因此，只有当烟气温度处于310~420℃之间时，才允许投SCR脱硝系统。

3改进措施

(1)提高空预器排烟温度。有资料表明，若烟气侧的空预器冷端综合温度若高于露点温度，则低温腐蚀导致的空预器堵塞一般不可能发生,NH4HSO4也不会在空预器冷端结露。对于回转式空气预热器，空预器冷端综合温度Tk可由下式近似

计算:

式中：Tw为排烟温度;为空预器进口风温。由公式(1)可知，当机组负荷降低时，排烟温度下降，尤其冬季环境温度低，排烟温度和空预器进口风温随之更低，造成空预器冷端金属壁温降低。下面表2是2012、013空预器发生堵塞时候的运行数据：

表2 2012、013锅炉空预器堵塞期间锅炉相关统计数据

机组原设计中采用热风再循环来提高空预器的进口风温，然而实际在冬季环境温度较低时，空预器冷端综合温度低于设计要求。2012、013年空预器发生堵塞时候，空预器A排烟温度为97.75℃，106.37℃,冷端综合温度平均值为116.26℃，124.43℃，空预器B排烟温度116.64℃，128.57℃,冷端综合温度平均值为134.85℃，146.31℃。两側空预器冷端综合温度偏差较大，空预器A的冷端综合温度大幅低于设计值140℃。这种情况下，表明空预器A存在较为严重的堵塞。尤其当锅炉在负荷较低，环境温度较低情况下，更易形成低温腐蚀，造成空预器堵塞。

因此，提高空预器排烟温度，保持空预器冷端的NH4HSO4处于气态，可以减少空预器堵塞。根据宝庆电厂机组燃烧用煤的含硫量情况，运行要求锅炉排烟最低温度大于120℃,高于NH4HSO4的露点温度，减少空预器堵塞。在燃煤种类变化较大时，应密切注意相关参数变化，保证机组安全稳定运行。

(2)增加暖风器，提高进口空气温度。宝庆电厂地处湖南省邵阳市雨溪桥镇,典型中亚热带湿润季风气候。冬季时候平均气温为5℃左右，最低温度在0℃左右。此时送风机口空气温度较低，造成空预器冷端温度较低，对机组运行造成很大影响。根据公式(1)可知，提高进口空气温度，也可以提高空预器冷端综合温度，减少空预器堵塞。为此，在2015年新增了送风机暖风器。该暖风器采用辅汽供热加热送风机出口风温，可以提高空预器进口空气温度效果如表3所示：

表3 暖风器投运后空预器进口一次风温变化

8T：左右,根据公式推算，提高空预器冷端综合温度11T：,基本上满足空预器冷端综合温度高于NH4HSO4的露点温度，减少了因NH4HSO4结露造成的空预器堵塞。

4总结与展望

目前在我国的火电厂中，普遍存在锅炉空预器堵塞和低温腐蚀。虽然在设计过程中充分考率如何预防空预器堵塞和防低温腐,但实际运行中，依然可能会因各种原因导致空预器发生堵塞现象。对于已发生了空预器堵塞,我们应采取适当措施保证堵塞不在恶化：提高排烟温度、送风机出口温度，减少入炉煤含硫量、氨逃逸率等等。这些方案我们需要根据实际情况，反复的实践、论证，不断的改善、修正，在实际运行中验证效果，为改善空预器堵塞问题而不断的努力。

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