（大唐环境产业集团股份有限公司 大唐电力设计研究院 北京市）
摘要：由于发电厂的锅炉排烟温度较高，为了能够有效的对锅炉排烟余热进行利用，降低排烟温度，提高锅炉热效率。目前各电厂锅炉普遍都会加装空预器。发电厂在运行期间，有时空预器会发生堵塞，有可能出现堵灰现象。伴随脱硝系统的投入，硫酸氢铵（ABS）的形成也会引起空预器堵塞。本文对烟气脱硝投运后造成空预器堵塞原因进行分析，并提出进一步具体解决措施。
关键词：发电厂；脱硝SCR；空预器；堵塞；压差；冷端；原因分析；硫酸氢铵；氨逃逸；改造方案；吹灰。
一、空预器脱硝后常见主要问题及其原因分析：
1）空预器差压升高；
空预器压差升高，即内部发生了严重的堵灰，其中硫酸氢铵（ABS）是引起堵塞的主要原因，硫酸氢铵的熔点 147℃，主要沉积在烟气温区：207-147℃，该温度区域内会由气态→液态→固态转化，按温度梯度的分布，结合空预器内部的温度结构，硫酸氢铵通常存在于在预热器冷端元件中间部位，在液态向固态转换时吸附灰分，直接沉积在传热元件上。露点及沉积区域如下图：
而硫酸氢铵的形成是因为系统脱硝反应未完全耗尽的氨气，和烟气中的SO3、水蒸气产生下列反应：
NH3 + SO3 + H2O → NH4HSO4 （NH3：SO3 ＜ 2：1时）
2NH3 + SO3 + H2O →（NH4）2HSO4 （NH3：SO3 ＞ 2：1时）
另外SCR催化剂同时将部分SO2转化成SO3，加剧冷端硫酸腐蚀：
SO2 + O2 → SO3 SO3 + H2O → H2SO4
未经反应即排出的NH3量就是氨逃逸量，氨气逃逸量过大直接导致硫酸氢铵的大量产生，如下图所示，氨逃逸与浓度与空预器的运行时间及阻力的理论关系曲线：
2）造成硫酸氢铵堵塞的原因可能有以下几点：
（1）部分催化剂活性降低：部分区域催化剂活性降低，该区域NOX排量增大，导致NOX取样监测装置误认为所有烟气中NOX均升高而加大喷氨量。喷氨量越大，未及反应排除的氨逃逸量越大，加剧了硫酸氢铵堵塞；
（2）换热元件波形选型不当：对于硫份高的煤种，换热元件波形的选取尤为重要，如冷端采用DU3、HS等系列的复合波形，极易使硫酸氢铵粘结，产生堵灰，进而对换热元件造成腐蚀，损坏；
（3）冷端综合温度低：此为可能存在的原因，一般来说，在空预器设计要求中，如硫份大于2%冷端综合温度需满足大于148℃才能保证冷端不会发生低温腐蚀而导致空预器堵塞，如冷端综合温度过低，极有可能造成冷端元件的堵灰；
（4）吹灰系统原因：一方面，空预器吹灰系统的设计参数一般要求为：蒸汽压力（1.0MPa～1.2MPa）、蒸汽温度（300℃～350℃），疏水温度（240℃），如蒸汽温度过低，则蒸汽吹到冷端元件后，易形成液态水，从而加剧与NH3及SO3的反应形成硫酸氢铵；另一方面，如吹灰器程控控制不好，会产生吹扫盲区，也会使堵灰更加严重。
3）冷端元件严重损坏：
冷端元件搪瓷几乎完全脱落，元件片卧倒、穿透，极度损坏，分析其原因，一方面是由于空预器堵灰严重，吹灰器使用频繁引起；另一方面，其元件本身质量存在极大问题，为降低成本，很多代工的厂家所使用的搪瓷工艺均采用过时的浸搪法，由于重力的作用，浸搪工艺会产生搪瓷流挂现象，造成涂搪厚度不均匀（上薄下厚）、表面光洁度差、气孔率高。最严重的是边缘覆盖率很低，会在边缘“漏铁”，换热元件在边缘部分会很快开始腐蚀，从而波及到整个受热面，对空预器产生巨大的危害。
二、方案建议：
从以上分析来看，改造需从以下几方面考虑：
1）采用质量好的元件，冷端元件瓷粉采用进口瓷粉（国产的极易崩瓷、脱落），搪瓷工艺采用静电干法工艺，经过近几年的实践证明，该工艺的搪瓷元件寿命及性能要明显优于别的工艺，已成为整个空预器市场的主流工艺（建议对意向厂家进行实地考察调研，从而保证产品货真价实）；
2）适当增加吹灰频率，提高吹灰压力，保证吹灰蒸汽品质，适当提高吹灰频率有助于改善空预器压差增大情况，但此手段是应急手段，不能作为常规运行手段进行长期高压力、高频次的吹扫，以免空预器换热元件收到吹损。建议吹灰压力最高不要高于1.8MPa，吹灰加大时间不要超过一周，在压差明显下降以后立即恢复正常吹扫；
3）最重要的是严格控制喷氨量与氨逃逸率控制氨逃逸量，控制氨逃逸就等于切断了硫酸氢铵生成的源头，没有了硫酸氢铵的沉积，空预器堵塞的可能性将大大降低。日常运行过程中，定期进行氨喷射系统的喷氨流量平衡调整，防止局部氨逃逸量过大。机组检修时检查喷氨格栅是否发生泄漏或喷氨格栅局部喷嘴是否堵塞。防止催化剂压损过大或发生堵塞，应保证声波吹灰器连续运行，运行中注意催化剂的压损。每次停炉对催化剂外观进行全面检查，活性部位的烧结、活性部位的减损、催化剂的微孔堵塞或催化剂内部流道堵塞等。定期对氨气逃逸率表计进行校验，保证其准确可靠。保证喷氨调整门的开度与流量特性曲线良好，避免调整门微动而流量大幅增加或减少，对于对氨逃逸无法准确及时监视的情况，控制氨喷量更为重要，不能单单通过SCR进出口烟气中NOX的浓度确定喷氨量，必要时退出SCR。
论文作者:王梅菊
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
标签：硫酸论文; 元件论文; 氢铵论文; 催化剂论文; 温度论文; 烟气论文; 原因论文; 《电力设备》2019年第7期论文;