SLC750-4.0/400-l锅炉低温烟气换热器GGH1堵塞的防范措施

李建国

(广州环投增城环保能源有限公司，增城 511335)

0 引 言

某环保能源有限公司的3号锅炉型号为SLC750-4.0/400-Ⅰ，额定负荷为63.29T/H，是垃圾焚烧炉，2017年12月投入运行。烟气净化系统采用“SNCR+半干法脱酸+干法脱酸+活性炭喷射+布袋除尘器+低温烟气换热器GGH1+湿法脱酸+高温换热器GGH2+蒸汽加热器SGH+SCR”处理工艺，该处理工艺在国内处于领先水平，烟气排放指标优于欧盟标准。

烟气系统运行两年之后出现烟气阻力大，引风机入口负压由正常5 500 Pa大幅升至9 000 Pa，引风机电流由53 A升至75 A，低温烟气换热器GGH1出口温度降至90 ℃左右，锅炉负荷由63T/H降至50T/H运行，停炉之后打开低温烟气换热器GGH1出口检查孔，发现低温烟气换热器GGH1出口管堵塞严重，堵塞物质多为白色结晶物。如图1所示。

图1 低温烟气换热器GGH1出口堵塞图

1 原因分析

对低温烟气换热器GGH1堵塞物质进行取样后，经过XRD定性半定量分析，发现氯化铵成分占84%[1]，检查低温烟气换热器GGH1入口管管口发现还有少量飞灰。表1为检测结果。

表1 低温烟气换热器GGH1堵塞物质取样分析

入炉垃圾在炉排上燃烧，燃烧后产生的烟气中含有氯化氢，在烟气一通道烟温900～1 100 ℃区域布置了SNCR喷氨系统，喷出的氨水在高温烟气作用下快速气化为氨气，与烟气中的氮氧化物反应，除去氮氧化物。由于喷氨不均、流场不均等原因，不可避免的会出现氨逃逸现象。脱硝系统出口氨逃逸质量浓度控制指标为不超过2.5 mg/m3，该环保环保能源公司氮氧化物排放标准为不超过50 mg/m3，远超欧盟标准，氮氧化物采用超低排放后，锅炉实际氨逃逸质量浓度高于2.5 mg/m3。烟气中的氯化氢和氨气在337.8 ℃时开始发生化合反应生成氯化铵[2]，反应分子式为：

根据该环保能源公司锅炉现场运行的实际情况，烟道内氯化铵开始发生结晶的温度区间为75～115 ℃。而低温烟气换热器GGH1出口温度为100 ℃左右，刚好在氯化铵结晶温度区间。烟气中氨逃逸质量浓度和氯化氢质量浓度降低时，氯化铵结晶温度会相应降低，烟气中氨逃逸质量浓度和氯化氢质量浓度增加时，氯化铵结晶温度会相应升高，在低温烟气换热器GGH1出口管处发生大量氯化铵结晶沉积现象，同时由于半干塔雾化器运行不稳定，增加了进入低温烟气换热器GGH1中的HCL含量，也增加了氯化铵的生成量，影响机组和设备的正常稳定运行[3]。低温烟气换热器GGH1入口管管口发现的少量飞灰，是由于布袋除尘器的滤袋发生破损，飞灰从破损处流过，在低温烟气换热器GGH1入口管管口沉积。

2 低温烟气换热器GGH1出口管堵塞的应对措施

2.1 在低温烟气换热器GGH1出口加装吹灰器

由于氯化铵结晶反应是可逆反应，所以当烟气温度高于氯化铵的结晶温度时，氯化铵晶体就会重新分解变为气体。根据该特性，该环保能源公司在低温烟气换热器GGH1出口加装两台蒸汽吹灰器，汽源采用饱和蒸汽，温度为250 ℃，每天进行吹扫一次，减少氯化铵的结晶生成量，氯化铵的结晶体被吹下之后，沿湿法塔入口管道掉入湿法塔。

2.2 优化脱硝系统的运行方式

该环保能源公司采用的是双脱硝系统，在烟气一通道出口布置SNCR系统，在高温换热器GGH2之后布置了SCR系统，通过调整运行方式，在烟囱出口氮氧化物排放正常的情况下，适当减少SNCR系统的氨水喷入量，将部分脱硝负荷转移至SCR系统，减少SNCR系统氨逃逸。从而减少与HCL发生反应的氨气的质量浓度，减少低温烟气换热器GGH1出口氯化铵的结晶量[4]。

2.3 优化半干反应塔和干法脱酸的运行方式

低温烟气换热器GGH1出口氯化铵的结晶量不仅与SNCR系统氨逃逸量有直接关系，而且与进入低温烟气换热器GGH1的HCL含量有直接关系，该环保能源公司的脱酸系统有干法、半干法和湿法脱酸系统三种，干法脱酸系统经常处于备用状态，正常情况下，投入半干脱酸系统和湿法脱酸系统能够将烟囱出口的HCL控制在规定范围内，当半干脱酸系统或湿法脱酸系统出现故障，退出运行时，才投入干法脱酸系统，发现低温烟气换热器GGH1出口堵塞以后，及时优化了脱酸系统的运行方式，投入干法脱酸，降低湿法脱酸量，从而减少了进入低温烟气换热器GGH1的HCL含量[5]。

2.4 安装低温烟气换热器GGH1在线清洗水管

低温烟气换热器GGH1出口堵塞严重时，用蒸汽吹灰也无法将结晶物吹下，为了减少对运行的影响，在低温烟气换热器GGH1进口烟道安装了一个100×50 mm的长方形冲洗孔，从疏水箱接一条冲洗水管到冲洗孔处，需要进行冲洗时，将冲洗水的温度调整至60～65 ℃，然后将冲洗水管伸入低温烟气换热器GGH1进口，可以前后左右进行移动冲洗，冲洗时监视湿法塔进口烟温，如冲洗区域的受热面管子堵塞，则湿法塔进口烟温不变化，如冲洗区域的受热面管子无堵塞，则湿法塔进口烟温会迅速从100 ℃降至70 ℃左右，冲洗完成后，可以通过检查湿法塔进出口压差是否降低和引风机电流是否降低来检查在线冲洗的效果，在线冲洗期间，环保参数和设备运行都是正常的。此外，锅炉停炉以后，也可以用冲洗水管对低温烟气换热器GGH1进行冲洗。

2.5 做好SNCR系统的氨枪维护工作

对于SNCR脱硝系统而言，氨水的喷入量和氨枪分布是非常重要的。喷氨不足时会直接导致氮氧化物排放质量浓度的升高，喷氨过多时又会使氯化铵等产物增加而导致烟道下游设备堵塞，喷氨不均使氨气与高温烟气混合不均匀，氨气与HCL的反应会受到影响，引起氮氧化物排放质量浓度和氯化铵等副产物的增加。该环保能源公司SNCR系统的氨枪共有上、下两层，每层有7支氨枪，左、右墙各布置1支，前墙布置5支，可以保证喷入的氨水能够与烟气均匀混合，正常情况下，投入上层氨枪，每周检查一次氨枪的雾化情况，及时更换雾化不好的枪头。

2.6 及时更换破损的布袋

当氯化铵在低温烟气换热器GGH1出口管沉积以后，如布袋除尘器出现布袋穿孔，烟气中的部分飞灰就会从穿孔处流过，当流经氯化铵沉积物时，会附着在氯化铵沉积物上，加剧低温烟气换热器GGH1的堵塞，为了减少这种情况的发生，需要加强布袋除尘器后的粉尘数值变化监视，出现粉尘数值明显变化时，要逐个解列布袋除尘器的仓室，如某个布袋仓室解列之后布袋除尘器后的粉尘数值明显下降，则打开这个仓室的顶部盖板，更换破损的布袋，然后再恢复布袋仓室的正常运行[6]。另外，还要定期检查布袋灰斗，防止灰斗架桥堵灰导致布袋穿孔。

2.7 定期检测氨逃逸质量浓度

为了提高脱硝系统运行的经济性和可靠性，该环保能源公司安装了氨逃逸质量浓度在线监测装置，这个装置在实际应用过程中的数据可靠性较差，定期进行氨逃逸化学法采样与检测十分必要。因此每两个月开展一次氨逃逸质量浓度检测，确保氨逃逸质量浓度在合理范围内，减少低温烟气换热器GGH1出口堵塞问题。在进行氨逃逸质量浓度检测时，应沿烟道平面上均匀选取多个采样点进行采样分析，最终结果取平均值。

2.8 保证CMES自动监控的准确性

运行过程中，SNCR和SCR脱硝系统喷氨量主要依据烟囱出口烟气自动监控系统CMES的氮氧化物质量浓度监测数据进行实时调整。因此，CEMS的准确性对脱硝系统的调整有较大的影响。该环保能源公司的CEMS的烟气采样采用3点采样的方式，减小由于氮氧化物分布不均所引起的CEMS监测数据偏差[7]。湿法塔出口烟气湿度大，为了减少烟气中的水蒸气冷凝影响CMES系统采样的准确性，CMES系统加装了伴热装置。除此之外，还定期对CEMS监测数据的有效性进行比对监测，及时解决CEMS日常运行过程中可能出现的数据不准确的问题。在锅炉停炉之后检查采样探头有无腐蚀结垢，采样管要进行吹扫，防止采样管中积水，在下次启炉以后出现CEMS监测数据不准确的情况。

3 效果检查

该环保能源公司采用了以上应对措施以后，锅炉负荷和烟气系统参数恢复正常，烟囱出口的各项环保参数均在正常值，收到了较好的效果，见表2。

表2 采取措施前后运行参数对比

停炉以后，打开低温烟气换热器GGH1出口人孔门，可以看到其管口很干净，如图2所示。

图2 低温烟气换热器GGH1的管口

4 结束语

通过对低温烟气换热器GGH1出口堵塞采取措施，可以得到以下结论：

(1) 环保能源公司环保参数超低排放后， 氮氧化物排放限值降低，氨逃逸质量浓度的增加，带来了氯化铵在低温烟气换热器GGH1出口结晶沉积等问题，严重影响了锅炉的正常稳定运行。

(2 )低温烟气换热器GGH1出口堵塞除了与SNCR脱硝系统喷氨不均或喷氨过多导致的氨逃逸质量浓度严重超标有关，还与进入低温烟气换热器GGH1的HCL含量有直接关系。需要优化脱硝系统和脱酸系统的运行方式。

(3)采用在低温烟气换热器GGH1出口加装蒸汽吹灰器，在低温烟气换热器GGH1入口加装在线冲洗水管，更换布袋除尘器破损的布袋，可以有效解决堵塞问题。

(4)做好SNCR系统的氨枪维护工作，定期检测氨逃逸质量浓度，保证CMES自动监控的准确性对于防止低温烟气换热器GGH1出口堵塞也很重要。