1000MW燃煤锅炉空预器堵塞问题分析

马健国

【摘 要】新标准的出台也为燃煤锅炉空预器的发展带来挑战，本文分析空预器的运行状况及其堵塞的原因，也总结了空预器的堵塞时可能出现的现象以及潜在危险。分析问题后对如何减少空预机的堵塞问题做了简单赘述，希望归纳的措施可以为其他研究者提供新的思路。

【关键词】空气预热器；堵塞；脱硝

引言

我国社会发展离不开随着电力能源行业的发展。目前，我国各类能源行业的锅炉机组总量不断增加，氮氧化物的排放量也在不断增加，由锅炉系统产生的废物对环境造成的影响已经受到社会各方的广泛关注。在2014年7月出台的《火电厂大气污染物排放标准》中要求二氧化氮的排放浓度不得高于100mg/m3（以标准状况下计算）。在部分地区已经提出了近零排放”目标，规定相关排放企业的二氧化氮排放浓度排放浓度不得高于50mg/m3。排放标准的严格也要求各锅炉系统的净化设备也应改型升级。随着我国排放标准的提高，发电厂锅炉均逐步通过改造升级，应用选择性催化还原（SCR）烟气脱硝装置来对尾气进行深度处理。但伴随废气中二氧化氮浓度的降低出现一个问题，这将使锅炉空气预热器的堵塞问题进一步加重。在新标准执行中，在新排放条件下，锅炉空气预热器的堵塞问题对锅炉系统整体运行时十分不利的。这不单单对锅炉能量转化效率产生影响，造成费用增加，还会影响到整体系统安全稳定性。所以对锅炉空气预热器的堵塞问题进行讨论是必要的。

在SCR法脱硝投产之后，许多企业热能锅炉都出现了空预器差压逐步增大，严重的还出现了堵塞问题。某厂使用的1000MW燃煤锅炉的空预机为三分仓式，空预器的构造主要由两部分构成：冷段和热段1100+1100，在冷段涂有搪瓷。在它的某部分空气便出现压差逐步增大现象，空预器也发生堵塞问题并在分仓中发现黏稠状物质，经检测它的主要成分为硫酸氢氨。

1空预器堵塞问题的原因

1.1原料对空预器的影响

煤矿种类的不同，其中含硫量也不同。含硫量的增加会导致空气预热器出现堵塞的概率增加。在某生产企业中，当煤中硫含量的超过0.8%时就会使空预器的压差逐渐增大，硫含量越高，在燃烧后产生的硫氧化物量就越高。三氧化硫的含量会影响烟气露点温度。当三氧化硫的浓度增大时，烟气露点温度也会随之升高。但当烟气露点温度高于空气预热器的温度时，硫酸烟雾就会在空预器内部液化。尾气就会在空气预热器冷段凝结，粘稠液体就会粘附灰尘，造成空预器堵塞现象发生。另一方面，当原料中灰分量增加也会让空预器磨损结焦。

1.2运行参数设置问题

当锅炉系统运行在低负荷时，它的烟气排放浓度较低，也就是说经过脱硝催化剂的气体温度低，这样就会造成氨未处理就流走，所以硫酸氢氨的合成量提高。当机组锅炉提高、降低负荷，开车、停车时的煤料还未充分燃烧，固体颗粒物的浓度增加，这样非常容易时空预器积灰。但当锅炉再次启动，它的吹灰能力不足，吹灰蒸汽温度较低。与此同时，蒸汽吹灰时，在前方管路有疏水存在，水会附着在空气预热器腔体，造成飞灰粘结，导致堵塞。

1.3吹灰系统的故障或安装问题

一旦吹灰器发生故障就会使它无法对预热器处理，或处理效果较差。吹灰减压阀的作用不明显也会使吹灰附带水蒸气，即会使吹灰效果不明显也会在高温条件下导致积灰泥化板在空预器上，造成堵塞。当冷端换热元件距离锅炉空预器冷端吹灰器喷口较远时，也会造成吹灰效果差，致使积灰无法除净，逐渐堵塞空预器。

2空预器堵塞的现象及可能造成的危害

2.1空预器堵塞的现象

在运行过程中，空预器烟气压差增大现象时有发生，当一次风压、二次风压升高或降解呈现一定规律；一次风机、送风机、引风机电流电压出现明显波动等现象出现时，基本可以确认空预机已经被堵塞。

2.2空预器堵塞可能造成的危害

锅炉空气预热器的堵塞问题对锅炉系统整体运行时十分不利的。这不单单对锅炉能量转化效率产生影响，造成费用增加，还会影响到整体系统安全稳定性。；当一次风压、二次风压形成规律性变化，这会造成电流随之变化，送风机喘振现象发生频繁。这将造成空预器低温腐蚀程度的扩大，当堵塞严重时将使锅炉负荷增大至限值，更严重就会停炉检修。

3空预器堵塞的解决办法

3.1精选煤质

为了控制和缓解空气预热器的堵塞问题，应该适当降低原料的含硫量，这也对机组锅炉的工作稳定性增添保障。如果降低了煤质的灰分，也会使空预器的堵塞问题得到改善。

3.2完善运行条件

将烟气排放温度控制在一定范围之中，应该适当将温度保持在露点温度以上。同时要使最低氧量满足炉膛氧量要求，为的是减少空预器的堵塞情况。但氧量不可过高，氧量过高将导致三氧化硫浓度增加。烟气含硫量越大，在腔体中产生的硫酸氢氨就越多。在升降负载时，要保证制粉系统維持在最优状态下。启停制粉系统时，需要使一次风温和出口温度温度，增大煤粉细度，充分燃烧。以上手段将使空预器的堵塞问题减少。

3.3优化空预器吹灰方式

机组启、停时，机组低负荷运行时，空预器进行连续吹灰。每4-8小时，对空预器进行吹灰，吹灰蒸汽压力和温度要适宜。在吹灰系统启动前，应先要求，吹灰疏水温度在一定范围之内，管路预热工作准备充分，使气流不带水汽进入空气预热器。当空预器阻力逐渐升高时，吹灰次数应适当增加。运行中，重点监视空预器差压，出现空预器差压增大时，及时投入空预器连续吹灰。

3.4吹灰系统的管理

机组大小修期间及每次停炉后，对空预器吹灰器枪管和枪头喷口进行全面检查，确保吹灰器装置运行正常。

3.5调控氨逃逸

氨逃逸是硫酸氢氨产生量增多的根本。喷氨量提高，会使脱硝率提升，但也会使氨逃逸现象愈加严重，硫酸氢氨的生成量随之增加。完善喷氨系统，调整喷氨量来保证喷氨的均匀性，当发现催化剂活性降低时就应更换催化剂。在满足相应标准的前提下，SCR法脱硝过程中最好减少喷氨量，从源头使氨逃逸量减少；一旦出现喷氨调节异样时需要立刻切换到手动控制。

3.6设备技术升级完善

省煤器烟气旁路的添加会增加较低负荷运行条件中，会使SCR脱硝入口处的烟气温度提高。同时在使用精度更高的氨逃逸检测设备以监控氨逃逸量，减少硫酸氢氨的生成。对空预器结构、材料进行改造；当出现空预器运行参数异常时，及时停炉维修。广州某厂的锅炉空预器压差高主要原因是冷端波纹板出现松动，烟气通道变窄，且冷端和热端的波纹板波形不一致，造成冷热端烟气通道的同心度差，通流阻力大引起差压增大。波纹板松动应及时更换，继续发展下去就有可能出现波纹板振动撕裂，产生碎片进一步堵塞通道，加剧空预器的堵塞。

4结束语

大部分国内燃煤锅炉中都会出现空预器的堵塞问题。目前没有很好的手段避免堵塞现象发生，但是通过精选煤质、完善运行条件、优化空预器吹灰方式、吹灰系统的管理、调控氨逃逸、设备技术升级完善等措施可以有效减少空预器积灰堵塞问题。科技一直在不断进步，空预器的结构设计会更完善，新脱硝技术性能会更好，空预器的堵塞问题会随着技术的进步得到解决。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。

参考文献：

[1]GB/T13223-2014火电厂大气污染物排放标准[S].北京：中国环境科学出版社，2015.

[2]孙坚荣.超临界燃煤机组烟气脱硝技术的应用比较[R].上海电力学院学报，2009.5.

[3]赵宗让.电力锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化[J].中国电力，2005，38（11）：69-74.