火电厂脱硝机组空预器堵塞原因及应对措施

摘要：投运脱硝后，国内很多燃煤锅炉出现了空预器差压增大，甚至堵塞现象。空预器压差明显增大。锅炉脱硝装置投产后，首次在空预器发现主要成分为硫酸氢氨的黏稠状物质。

关键词：空预器;脱硝;堵塞

火力发电机组在超低排放改造后，空预器差压逐渐升高，影响机组的安全性和经济性，通过对空预器堵塞的原因进行全面分析，对空预器堵塞的治理制定有效应对措施，实施后达到了防止空预器堵塞的目的，进而确保其始终处于良好的工作状态之中，为脱硝机组的安全平稳运行提供可靠的保障，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。

1空预器堵塞的原因分析

1.1入炉煤硫份偏高

该厂燃煤锅炉设计煤种为淮南烟煤，收到基全硫St.ar为0.35%，校核煤种为淮北烟煤，收到基全硫St.ar为0.7%，然而实际上燃用煤种煤源比较多，变化较大，煤种含硫量在0.35～2%之间变化，进厂煤种较大偏离了设计值。入炉煤含硫量偏高，造成烟气中SO2含量增大，使烟气露点温度升高，当空预器冷端温度低于或接近烟气露点时，预热器中存在的硫酸蒸汽遇到温度较低的波形板，就会在其上凝结，并且由于烟气中含有大量的灰分，就会与冷凝的硫酸蒸汽结合，长此以往就会堵塞预热器孔道，引起差压升高。

1.2氨逃逸高

机组运行中，NH3与NOX反应不充分、运行中过喷氨、脱硝效率下降以及部分催化剂存在堵塞，均会造成烟气中NH3增加，引起氨逃逸量的增加，从而增加烟气中NH3的体积分数，NH3进入空预器，与H2SO4蒸汽反应，形成NH4HSO4[1]。当温度低于NH4HSO4的沸点时，其就会凝结在预热器的蓄热片上，并且液相的NH4HSO4具有非常高的黏性，进而造成灰分颗粒的大量聚集，导致蓄热片间通道变小，引起空预器差压变大。

1.3空预器吹灰效果不理想

在实际的工作过程中，空气预热器的吹灰效果会受到多种因素的影响，进而导致其吹灰效果发生不同程度的变化。当其受到的影响较大时，其吹灰能力就会大大降低，导致其无法进行彻底的吹灰作业，进而影响了吹灰效果，造成空气预器传热元件灰尘的逐渐聚集，从而造成了积灰现象。

1.4空预器吹灰器设计不合理

空预器吹灰器在设计时有两台吹灰器，且只在热端有吹灰器，空预器冷端没有吹灰器，空预器吹灰时，冷端无法吹灰，容易在冷端积灰，存在吹灰死角。

1.5煤粉细度不合格

煤粉细度的不合格，使煤粉在锅炉中燃烧不完全，烟尘中粗灰比例较大，随着烟气的流动，颗粒较大的灰分就会逐渐在尾部烟道进行聚集，进而导致空气预热器发生不同程度的堵塞。

2空预器堵塞的现象及危害

2.1空预器堵塞的现象

在运行过程中，发现空预器烟气压差增大，一次风压、二次风压有规律的增大或者减小;一次风机、送风机、引风机电流出现摆动，这就说明空预器此时已经出现堵塞现象。

2.2空預器堵塞的危害

空预器堵塞不仅影响锅炉的经济运行，还影响锅炉的安全运行。空预器流动阻力增大，会增大风机电耗;热一次风压、二次风压、周期性摆动，会使风机电流忽大忽小，容易引起送风机喘振。还会加剧空预器低温腐蚀，严重堵塞时，还会导致锅炉限负荷，甚至停炉检修。

3改善空预器堵塞的措施

3.1控制入炉煤质

在考虑机组安全性上应适当降低入炉煤质的硫份，对缓解和控制空预器堵塞有较好的作用。另外，煤种的灰分对空预器堵塞也有较大的影响，应对其进行适当限制。

3.2优化运行调整

尽量控制排烟温度在合理范围，略高于露点温度。保证炉膛氧量满足最低氧量要求，减少生产不完全燃烧产物，有效抑制空预器堵灰;同时，氧量不能太大，避免生成大量的SO3。烟气中的硫份越多，生成的硫酸氢氨的量就会越大。加减负荷过程中，保持制粉系统在最佳的运行方式;启停制粉系统时，保持足够的一次风温和出口温度，增大煤粉细度，减少未完全燃烧，可以有效减小尾部空预器堵灰。

3.3空预器激波吹灰

利用乙炔与空气通过流量控制装置按一定比例混合，由高能点火装置点燃燃气混合器内的混合气体，混合气体发生爆燃，在紊流器中形成高压、高速气流，由冲击管喷口喷出，产生瞬间冲击波;冲击波将能量积聚于极短时间和空间，在气体介质中形成能量间断面，使气流的压力和速度产生突变，其瞬间传播速度可达1000m/s，其波峰瞬时压力值大约1Mpa。当冲击波作用于积灰表面时，其声能和动能将对灰尘粒子产生冲击和加速扰动，使之与受热面分离，从而脱落。

3.4做好停炉后空预器的水清洗工作

在机组的检修期间，需要对空气预热器进行系统全面的检测。一旦发现堵灰情况就要及时进行清理，确保空气预热器的畅通运行。同时，还要注意的是NH4HSO4与水接触后就会形成具有腐蚀性的溶液，在冲洗的过程中，要适当提高其pH值，进而确保冲洗效果。将空气预热器彻底烘干方可启动引、送、一次风机，运行前检查空气预热器确认已干燥，否则不得擅自启动引、送、一次风机运行，防止锅炉启动时大量灰粒粘贴到换热元件。

3.5减少脱硝入口NOX

一般控制NOX入口不大于450mg/m3，否则喷氨量较大对空预器差压有一定影响。运行中可以通过调整配风、及时启停制粉系统、减少炉膛送风量等措施来减少NOX的生成，从而降低喷氨量，减小NH4HSO4的生成。合理的制粉系统的运行方式，对降低脱硝入口NOX有着明显效果，特别是在低负荷时，制粉系统运行方式对脱硝入口NOX有较大的影响，入口NOX的减少，会大幅度降低喷氨量，减少和缓解空预器堵塞情况。

3.6高压水冲洗

加装空预器清洗系统。当空预器出现堵灰严重，烟气侧差压变大时，及时安排进行空预器清洗并彻底通风干燥。某电厂调研结果表明，在线高压水冲洗可以有效减小空预器堵塞。

空预器压差达到2500pa以上时，潮州电厂采用过在线高压水冲洗（空预器吹灰器自带高压水），水压20MPa，75%负荷以上进行冲洗，间断进行，总冲洗时间8-10小时，1000MW机组空预器差压约下降800～1000Pa，600MW机组空预器差压约下降500～700Pa，冲洗效果能维持三个月左右的时间。

3.7进行设备技术改造和维护

可以通过加装省煤器烟气旁路，提高低负荷工况下SCR入口烟气温度;采用更准确的氨逃逸测量装置，减少NH4HSO4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。

某厂#1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。

3.8加强对磨煤机的检修调整

加强对煤粉细度的监测，加强对磨煤机的运行调整，保证煤粉细度在规定范围，调整锅炉燃烧，尽量让其燃烧充分。

结语

当前，电力市场竞争已进入白热化阶段，深入探讨和研究空预器防堵塞技术对于保证燃煤机组的安全、经济、环保、可靠运行具有重要的作用，同时是实现机组出力调的下、带得上，稳得住的一项关键。虽然目前已经提出了空预器堵塞治理的多种办法，但仍有一些问题是我们所不能解决的。在今后的工作中，我们应创新思维、不断寻找行之有效的解决方法，提高空预器安全运行的可靠性，从而为推动燃煤机组高质量、高效率运行做出贡献。

参考文献

[1]雷振有，胡文波，聂瑞华.火电厂空气预热器堵塞原因分析及对策[J].河南电力技术，2018（1）∶39-45.

[2]王广兵，宋绍伟.锅炉空预器堵灰的原因分析及处理措施[J].电力科技与环保，2013（12）∶43-44.

[3]赵志宏，刘吉，曾红芳，等.回转式空预器堵塞原因分析及预防措施[J].内蒙古电力技术，2015（2）∶23-26.

作者简介：林浩（1984-）男 湖北武汉人，助理工程师;