大唐洛河发电厂#6炉空预器堵塞原因分析及处理

安呈帅

摘 要：该文简述了选择性催化还原（SCR）烟气脱硝原理，指出SCR脱硝过程出现硫酸氢铵对空预器的危害，详细分析了硫酸氢铵形成的影响因素，如高硫煤种、SO3浓度、硫酸氢铵的露点温度等。根据硫酸氢铵的特性提出了控制硫酸氢铵生成的方法和空预器发生堵塞时在线疏通的措施。通过控制SCR脱硝过程氨逃逸量和烟气中SO3生成量，减少硫酸氢铵的生成量；合理控制SCR脱硝装置在低负荷下的运行时间；为有效降低硫酸氢铵在空预器换热元件上的形成速率，做好空预器的改造。

关键词：烟气脱硝 选择性催化还原（SCR） 硫酸氢铵 空预器堵塞

中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0052-01

大唐淮南洛河发电厂#6炉空预器采用上海锅炉厂空气预热器公司生产的型号2-32VI（T）-2185SMRC的容克式三分仓空气预热器。2011年11月，#6炉完成了脱硝技术改造，同时，也完成了空气预热器传热元件的改造工作。参数见表1。

#6炉脱硝系统选用的是选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术。SCR脱硝装置具有结构简单、脱硝效率高、运行可靠、便于维护等优点[1]。在烟气脱硝的同时，催化剂使部分烟气中SO2氧化成SO3，SO3与SCR脱硝过程中未反应的氨反应生成硫酸氢铵。硫酸氢铵具有粘性，会对空预器造成危害[2]。2014年初，#6炉A、B空预器发生堵塞。负荷530 MW时，A空预器烟气侧压差2.5 kPa，B空预器烟气侧压差3.5 kPa，热一次风压晃动2.4 kPa，影响机组负荷能力和安全运行。

1 空预器堵塞的原因分析

（1）煤种的选择对硫酸氢铵生成量有一定的影响。我厂配烧有高硫煤种，为C层粉。运行数据显示，SO2浓度最高超过1600 mg/Nm3。而最高时对于给定的SO2浓度和温度，就实际生成的SO3量而言，SO3的生成率几乎不变[3]。那么，SO2浓度越大，转化为SO3量就越大，若机组氨逃逸不便，则氨将最大限度转化为硫酸氢铵。

（2）在脱硝过程中由于氨的不完全反应 ，SCR烟气脱硝过程氨逃逸是难免的，并且氨逃逸随时间会发生变化，氨逃逸率主要取决于以下因素：①注入氨流量分布不均；②设定的NH3/NOx摩尔比；③温度；④催化剂堵塞；⑤催化剂老化。

实际运行中发现氨逃逸率逐渐增大，为了维持机组脱硝效率和和NOx排放达标，不断增加喷氨量，进一步加大了氨逃逸率，进而增加了硫酸氢铵的生成率。

（3）空预器冷段高度增加。在通常运行温度下，硫酸氢铵的露点为147℃，其以液体形式在物体表面聚集或以液滴形式分散于烟气中。液态的硫酸氢铵粘性很强，在烟气中会粘附飞灰[4]。烟气经过空预器热段后，排烟温度降低，当温度降至185℃以下时，烟气中已生成的气态硫酸氢铵会在空预器冷段的传热元件上凝固下来，造成空预器冷段积盐与结垢，影响空预器的正常运行[5]。140～230℃之间的温区位于空预器常规设计的冷段层上方和中间层下方，由于硫酸氢铵在此温区为液态向固态转变阶段，具有极强的吸附性，会造成大量灰分在空预器沉降，引起空预器堵塞。#6炉空预器改造后热段减小，冷段增加，硫酸氢铵在空预器沉积结垢的几率增大。

（4）低负荷时段增长。对比#6炉历年的负荷曲线，发现#6炉的负荷率逐渐下降。空预器入口烟气低温时间增长，对硫酸氢铵在空预器的沉积也有一定的影响。

2 预防和处理

（1）由于燃煤的含硫量决定着烟气中SO3的含量，而SO3的含量对硫酸氢铵的形成有显著影响，所以对于不同的煤种，SCR中氨逃逸量的控制也不同[5]：低硫煤（含S量为1%），氨逃逸量<6 ppm；中硫煤（含S量为1.5%），氨逃逸量<4 ppm；高硫煤（含S量为3%），氨逃逸量<2 ppm。

（2）空预器改造。硫酸氢铵在空预器的中温段至低温冷段的温度区间具有很强的粘性，容易吸附灰尘堵塞空预器。因此必须对空预器进行改造。由于空预器的绝大部分中温段和部分低温冷段处于产生硫酸氢铵堵塞的温度区间，为了避免两段连接间隙内的硫酸氢铵堵塞搭桥可将传统的低温冷段和中温段合并为一段。由于搪瓷传热元件具有良好的传热性能、防腐性能，因此可将冷段更换为搪瓷表面传热元件，原高温段传热元件保留使用。

（3）吹灰汽源更换。空预器堵塞前使用辅助蒸汽对空预器吹灰，汽压0.6 MPa～0.9 MPa，温度180～210℃。更换为锅炉后屏过热器出口蒸汽，温度500～530℃，在锅炉正常变负荷运行时压力在18～24.2 MPa。可以明显改善空预器的堵塞状况。

（4）使用在线高压水冲洗。使用超高压清洗设备，清洗喷头为直喷、前冲式，使用压力20～80 MPa；流量为50～90 L/min。把冷端、中温端附着垢质进行清除。堵塞的灰垢经高压水冲洗流下，经排水管放出及随烟气蒸发，从而使冷端、中温端段疏通，清除预热器内板间夹杂的垢物。

3 结论

总之，选择催化还原SCR脱硝系统随着运行时间的增长，氨逃逸率必然增大。若增加催化剂的层数，会增大SO3的转化率。硫酸氢铵的生产量都会增加。空预器就会发生堵塞。所以，既要保证脱硝环保参数合格，又要减少脱硝副产物对锅炉运行安全的影响，就得使用一些实际可操作的方法减少硫酸氢铵的生成量，或者在发生空预器堵塞时设法疏通，避免停机。

参考文献

[1] 杨卫娟，周俊虎，刘建忠，等.选择催化还原SCR脱硝技术在电站锅炉的应用[J].热力发电，2005（9）：10-14.

[2] 杨飏.氮氧化物减排技术与烟气脱硝工程[M].北京：冶金工业出版社，2007.

[3] 朱崇兵，金保升，李峰，等.SO2氧化对SCR法烟气脱硝的影响[J].锅炉技术，2008，39（3）：68-70.

[4] 陈海林，宋新南，江海斌，等.SCR脱硝性能影响因素及维护[J].山东建筑大学学报，2008，23（2）：145-149.

[5] 沈迪新，胡成南.我国火电厂排放氮氧化物控制技术[J].中国环保产业，2005（8）：25-27.

[6] 朱珍平，刘振宇，朱宏贤，等.V2O5/AC催化剂低温催化的NO-NH3-O2反应-SO2，V2O5担载量和反应温度的影响[J].中国科学（B辑），2000，30（2）：154-159.endprint