空预器堵塞的原因分析及调整对策

摘要：空预器是火力发电厂锅炉中重要的辅机设备之一，主要作用是利用高温烟气来加热锅炉燃烧所需要的空气，其原理是通过连续转动的散热片，在烟气低温区域缓慢地载着传热元件旋转，使流入预热器的热烟气和冷空气完成热交换。空预器回收了烟气热量，降低了排烟温度，因而提高了锅炉效率;同时由于燃烧所需空气温度提高，有利于燃料的着火和燃烧，减少了燃料不完全燃烧的热损失。现对某厂空预器堵塞的原因及预防措施进行分析。

关键词：空预器;SO3;脱销;堵塞;NOx

0    引言

空气预热器分为两大类：传热式和蓄热式。某厂采用三分仓容克式空气预热器，其布置在脱销装置后段。烟气脱硝装置采用SCR脱硝技术，由于市场原因入炉煤种与设计煤种偏差较大，且因入炉煤质不稳定、SCR系统不能实现自动控制等原因，导致该厂NOx排放瞬时超标较多、氨逃逸较高、空预差压过高，严重影响机组的安全性、经济性及环保排放指标的控制。下面对该厂空预器堵塞的原因及预防措施进行分析。

1    空预器堵塞的原因

该厂原空预堵塞并不严重，但由于市场、环保等原因增加脱销系统后空预堵塞较为严重，空预器前后烟气差压最大达到3.0 kPa，严重影响机组的安全性。分析空预器堵塞主要原因如下：

1.1    SO2的影响

煤中的硫在炉膛燃烧生成SO2，SO2在催化剂的作用下进一步氧化生成SO3，SO3与烟气中的水蒸气生成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽的存在使烟气的露点显著升高。由于空预器冷端壁温常低于烟气露点，这样硫酸蒸汽就会凝结在空预器受热面上，造成硫酸腐蚀。

1.2    空预器吹灰系统的影响

在锅炉运行中，为保证空预器加热效果不变，应定期对空预器进行吹灰，但吹灰次数、吹灰蒸汽压力和温度不合格会使吹灰效率降低。如：压力过高造成空预器蓄热元件损毁，使烟气中飞灰等颗粒物附着在空预器蓄热元件上，或蓄热元件波纹板断裂、位移形成空预器堵塞。

1.3    空预器漏风系数的影响

空预器漏风时，由于锅炉送风进入空预器烟气侧使烟气侧部分地方温度低于烟气露点，同时由于烟气中含O2量增加使烟气中CO浓度降低，而CO能抑制SO3的生成，所以SO3增加，从而进一步加剧低温腐蚀。

另外，当空预器漏风量增大时，烟气中O2的增加会使脱销喷氨量增加，从而使空预器堵塞。

1.4    NOx的影响

由于SCR脱硝系统运行过程中会产生黏性大、腐蚀性强、液态的NH4HSO4，而在检修时发现空预器堵塞物中大多是以NH4HSO4为主的混合物。所以，脱销系统对空预器影响很大。

2    空预器堵塞的预防措施

结合该厂实际总结出一般应采取以下措施（由于该厂在投入脱销系统后空预器堵塞增加，故主要措施为防止NH4HSO4的生成）：

2.1    提高空预器冷端综合温度在160 ℃以上

由于NH4HSO4的露点为120 ℃左右，当冷端综合温度在160 ℃以上时，可以保证空预器大部分区域温度在120 ℃以上，减少NH4HSO4的生成。

2.2    控制空预器吹灰参数

按照空预器厂家规定的吹灰压力、温度（尽量提高吹灰温度），每次吹灰时必须将输水输干净，防止汽水混合物对空预器产生影响。当空预器差压大于1.0 kPa，可适当增加吹灰频次，单侧空预器差压超过1.5 kPa，可采用提高单侧空预器出口烟温的方式分解NH4HSO4。脱硫系统入口烟温不应高于170 ℃（脱硫系统180 ℃退出），空预器差压达到2.5 kPa时，应及时进行在线水冲洗，将粘附在空预器上以NH4HSO4為主的混合物清除。

2.3    控制总排口NOx小时均值不超标

尽量减少瞬时值超标情况，控制氨逃逸尽可能低，防止空预器堵塞。

2.3.1    燃烧调整方面

保持锅炉燃烧均衡，是保证脱硝系统氨氮均衡、减少氨逃逸、防止空预器堵塞的基本条件。入炉煤质波动大、燃烧系统配风不合理及制粉系统运行方式不合理或有缺陷等，会导致锅炉内部燃烧不均衡。各班组要重视锅炉燃烧的均衡，防止出现局部高温，影响炉内NOx的均衡分布，导致喷氨量过大，局部氨逃逸升高。燃烧调整的方法和措施：

（1）尽可能提高炉内燃烧的均匀程度：利用机组检修机会，进行炉内二次风系统、制粉系统及燃烧系统的冷态试验;每季度进行一次磨煤机出口管道一次风热态调平工作。

（2）个别燃烧器故障（磨煤机出口粉管不通畅）会引起炉内燃烧不均衡，应尽快停运磨煤机，吹通粉管，以保证两侧燃烧均衡。

（3）保持锅炉左右侧烟气氧量均衡，严格按要求控制各负荷工况下省煤器出口烟气氧量。左右侧氧量出现偏差时立即利用二次风挡板、两台送风机出力偏置进行调整。

（4）严格控制锅炉左右侧烟温均衡、低过出口左右侧汽温均衡。通过烟温和汽温等判断左右侧燃烧有偏差时，利用调整运行磨煤机出力、磨煤机运行方式及二次风箱挡板、燃尽风挡板进行调整。

（5）保持SCR系统左右侧入口NOx浓度均衡，正常工况下，若入口NOx浓度偏差大于100 mg/Nm3，则说明炉内配风或燃烧不均衡，必须立即查找原因，进行调整。

（6）低负荷或环境温度较低工况运行时，应及时投运暖风器，开大再热器侧烟气挡板等，提高SCR入口烟温，SCR投运温度不宜低于320 ℃。

（7）当煤种变化时，尤其是入炉煤挥发分降低和含硫量升高时，应严密监视锅炉NOx浓度、氨逃逸率、空预器差压的变化，必要时进行燃烧调整、SCR格栅优化调平等相关试验。

2.3.2    SCR系统的控制

（1）喷氨量的控制要平稳，任何情况下不得通过大幅开关喷氨调门控制出口NOx浓度。喷氨量要勤调、小幅调节、提前调节，根据脱硝出口和入口、脱硫系统出口和入口NOx浓度值的变化，及时调节喷氨量，必要时进行喷氨量的控制调整等相关试验。

（2）供氨母管的压力对喷氨调节有较大影响，切换氨罐、快速升降负荷及大幅开关喷氨调门均会造成供氨压力波动，此时应加强监视，及时调整，防止喷氨过大和过小。通过调整两侧喷氨量，尽量保持两侧氨逃逸平衡。

2.3.3    特殊工况下的调整

特殊工况下，机组升降负荷、启停磨煤机、吹灰、液氨罐切换等操作时，必须持续监控脱硝系统的运行，及时进行调节，防止NOx浓度大幅波动。

（1）升负荷时的控制措施：

1）及时手动调整风量偏置，避免风量增加过快，造成NOx浓度突升。

2）适当增加喷氨量，维持出口NOx浓度稍低。

3）通过限制负荷上限，限制升负荷速率，防止协调方式下锅炉负荷增加过快。

4）尽早启动磨煤机，根据燃料指令偏差，调节磨煤机出力，防止汽压偏差大，导致协调控制快速增加锅炉指令，造成NOx浓度突升。

5）及时调整液氨蒸发槽出力，防止用氨量增大导致供氨母管压力下降。

（2）降负荷时的控制措施：

1）及时手动调整风量偏置，保持适当的氧量，避免风量波动造成NOx浓度波动。

2）逐渐减小磨煤机出力，通过监视燃料指令的变化，保持磨煤机出力平稳降低，防止燃烧波动造成NOx浓度波动。

3）选择合适的停磨时机，避免停磨时造成燃烧波动，导致NOx浓度波动。

4）停磨后及时减小通风量，避免造成NOx濃度波动。

（3）吹灰对NOx浓度的影响和控制措施：

1）炉膛吹灰可以降低炉膛温度及NOx浓度，各班应及时进行炉膛吹灰，特别是NOx浓度较高时，应尽快吹灰。

2）水平烟道吹灰可降低吹灰区域烟温，使该侧NOx浓度大幅下降，因此吹灰前应提前适当减少喷氨量，避免因过喷氨造成氨逃逸升高;吹灰结束前适当增加喷氨量，避免NOx浓度超标。

（4）氨罐切换会因氨罐压力降低，造成供氨母管压力降低，机组喷氨流量减少。氨罐切换前必须通知另一台机组人员，适当开大喷氨调门开度，切换过程中监视供氨压力和喷氨流量、出口NOx浓度的变化，及时手动调整喷氨量。

（5）蒸发槽投、退时控制不当易引起供氨压力波动，导致出口NOx浓度波动，因此要注意控制，平稳操作：

1）蒸发槽故障需退出运行时，尽量选择在机组低负荷阶段进行。

2）停运蒸发槽时通知另一台机组人员，监视脱硝系统喷氨稳定，缓慢关闭蒸发槽出口调门，保持供氨母管压力稳定。

3    结语

本文分析了空预器堵塞的原因，并就空预器堵塞的预防提出了建议，尤其是对预防NOx的生成全面介绍了运行调整方法，希望对企业维持锅炉安全经济运行有所帮助。

收稿日期：2020-05-18

作者简介：白晓亮（1988—），男，山西吕梁人，集控高级工，从事电厂集控运行工作。