摘要：文章论述600MW火电机组经过超低排放脱硝改造后，空预器烟气侧堵塞，差压逐渐升高的原因分析，阐述了通过提高空预器排烟温度进行清堵的理论依据，并提供了进行空预器清堵的步骤及注意事项。
关键词：空预器堵塞；空预器升温；脱硝改造后；氨逃逸
一、机组当前状况
广东珠海金湾发电有限公司4号机组自2014年进行脱硝改造后，运行至今，容克式三分仓空预器的烟气侧差压逐渐升高，在2014年的时候，机组600MW的时候4B空预器烟气侧差压为963 Pa（如图一），可是在2018年的时候4B空预器烟气侧差压却为2519 Pa（如图二），这说明空预器波纹板存在堵塞现象，机组负荷越高，空预器烟气侧差压越大，会造成一次风及二次风风压增大，炉膛负压不稳定，呈现周期性的摆动，并且摆动周期与空预器旋转周期相一致，严重时会导致一次、送、引风机发生喘振，严重影响炉膛的安全燃烧，危及机组安全运行，甚至导致机组被迫停机。
图一 2014年 600MW时的空预器差压
图二 2018年600MW时的空预器差压
二、空预器堵塞原因分析
空预器堵塞的原因主要有以下几种：
1.空预器波纹板变形导致通流不畅，从而使差压增大。
2.燃烧煤种不符合设计规格：燃烧煤种的低位发热量过低，会造成煤量增加、烟气量增大，从而导致空预器阻力增大；燃煤的灰分太高，则造成锅炉各受热面积灰严重；挥发分过高会导致灰熔点下降，使结焦增多。
3.空预器吹灰不足：空预器吹灰压力不够或者吹灰时间及次数不足，均有可能导致空预器积灰严重而导致差压增大。
4.经过脱硝改造，为了防止NOx的生产，我们经常会存在脱硝过喷的现象，因此脱硝系统的氨过多，我们将之称为逃逸氨，它将导致空预器硫酸氢氨堵塞：在炉膛中有一小部分SO2会被氧化成SO3，它会与SCR发生器中未发生反应的逃逸氨（NH3）及水蒸汽反应生成硫酸氨或者硫酸氢氨，并且逃逸氨越多，越容易生成硫酸氢氨，硫酸氢氨具有粘附性，其会粘附在空预器冷端的镀搪瓷元件上，导致空预器差压增大。
经过综合分析与实验，基本确定我厂的空预器堵塞是由脱硝系统的氨逃逸引起的，因此处理空预器堵塞的过程也就是清除硫酸氢氨粘附物的过程。
三、治理空预器堵塞的理论依据
经过查阅相关资料，我们可以得出以下结论：
1.通过实验得知，硫酸氢氨在高温环境下是可以还原成气态的，其化学反应方程式为：3（NH4)2SO4==3SO2↑+6H2O↑+4NH3↑+N2↑；
2.硫酸氢氨的气化温度为150℃～230℃，我们只需将空预器进行升温，将硫酸氢氨从还原成气态，就可以处理空预器的堵塞情况；
3.硫酸氢氨堵塞空预器，其一般是粘附在空预器冷端的镀搪瓷元件，特别是中间层与涂塘瓷层之间，因此我们需要提高空预器的温度，使空预器温度达到硫酸氢氨的气化温度，这样才能使硫酸氢氨还原成气体，使空预器堵塞情况减轻。根据空预器的温度分布计算，如今的空预器排烟温度满负荷的时候为124℃，则我们至少需要比满负荷时提升50℃（即空预器排烟温度为174℃）时，中间层的温度才可以达到硫酸氢氨的气化温度230℃；
4.我们厂的空预器波形板元件为普通碳钢，软化温度为420℃，表面喷涂的塘瓷介质的爆瓷温度为350℃，因此我们的升温方案对空预器影响不大；
5.由于我们把空预器出口烟温提高，将造成空预器整体膨胀变形，但我们只要操作缓慢些，控制好空预器升温速率，就不会造成空预器的动静之间的摩擦。
6.提高空预器温度，将使排烟温度跟随上升，我们要密切留意吸收塔入口温度，如果吸收塔入口温度超过额定温度（200℃）时，可以使用事故喷水。
根据硫酸氢氨的化学特性，再结合我厂以前的空预器停运的经验，综合参考别厂治理空预器堵塞的案例，因此提出将空预器升温的办法来治理堵塞。最后得出结论：此方案是可行的。
四、我厂升温空预器清堵的试验过程
1.试验前准备条件：
1）做试验前向中调申请退出AGC，保持机组负荷50%，保证SCR入口温度在330℃~340℃之间，不得低于320℃；
2）将空预器扇形板打至“强制提升”位，以防止做试验过程中空预器膨胀变形造成动静摩擦；
3）做试验前加强吹灰，尤其是尾部烟道，防止做试验过程中大量灰进入空预器中堵塞空预器；
4）热工退出本侧送风机停运联跳引风机的联锁保护；
5）热工退出本侧空预器烟气入口挡板全开位置不允许关闭本侧空预器一、二次风挡板关闭的联锁保护；
6）热工将空预器的排烟温度量程放大到400℃；
7）记录好空预器的电流、空预器差压、一二次风温风压、排烟温度、GGH入口烟温等参数。
2.试验步骤：
1）运行人员在确保NOx排放达标的情况下，尽量少喷氨，如果可以的话将喷氨切手动控制；
2）将本侧送风机控制切手动，逐渐减少本侧送风量，观察对侧送风量逐渐增加， 保持锅炉总风量不变，当本侧送风机动叶开度<5%时，停运送风机；
a）在减少本侧送风量直至停运送风机的过程中，控制好本侧的排烟温升<0.5℃/min；
b）停运本侧送风机后，若排烟温度上升过快，则关小本侧送风机动叶开度，若温升仍没有减缓，则重新启动本侧送风机；
c）试验过程严密监测空预器一、二次风温以及炉膛燃烧情况，如果一、二次风温降至200℃以下，或者出现炉膛燃烧不稳的情况，则立即停止试验；
d）在本侧空预器升温的过程中，对侧空预器排烟温度会逐渐降低，需密切留意对侧空预器的运转情况，例如电流、差压、动静摩擦等；
1）当本侧空预器温度升至175℃时，观察空预器烟气侧差压是否开始降低，如果开始降低，则继续缓慢升温至200℃并保持，当空预器烟气侧差压降至机组刚启动时则表示硫酸氢氨已经完全清理干净，则试验完成。如果空预器排烟温度维持200℃保持6个小时后，空预器差压仍没有减小，则终止试验；
2）试验结束后，重新启动送风机，并通知热工将之前退出的联锁保护重新投入；
五、空预器升温试验过程中的注意事项
1.在空预器升温试验过程中控制好排烟温升速率，尽量控制在0.5℃/min以内，防止由于膨胀不均匀而造成动静卡涩；
2.整个试验过程中，消防人员及设备部锅炉专业人员必须全程有人在现场，防止空预器膨胀卡涩停运或者出现着火现象；
3.送风机停运后，技师关闭二次风挡板，防止炉膛的热风倒流而回造成停运的送风机轴承温度过高或者送风烟道着火，锅炉专业在送风机停运后将送风机转子固定住，防止送风机倒转；
1.在本侧送风机停运后，对侧送风量会增加，将造成对侧排烟温度会逐渐减低，应加强对对侧空预器的运转情况，例如电流、差压、动静摩擦等；
2.对空预器升温应控制排烟温度最高在200℃以下；
3.试验过程严密监测空预器一、二次风温以及炉膛燃烧情况，如果一、二次风温降至200℃以下，或者出现炉膛燃烧不稳的情况，则立即停止试验；
1.试验期间保持两侧空预器连续吹灰；
2.试验期间两侧空预器的排烟温度温差比较大，锅炉专业需加强对两侧烟气混合处的现场检查；
六、空预器升温清堵试验结果与总结
在将空预器升温至200℃后，硫酸氢氨很快就气化了，本次试验共历时6个小时，空预器烟气侧差压也由升温清堵前的2519 Pa（下图三）降至升温清堵后的1235 Pa（下图四）。
图三 清堵前600MW时的空预器差压
图四 清堵后600MW时的空预器差压
通过这次试验表明，如果因为硫酸氢氨而造成空预器堵塞，那么通过提高空预器排烟温度的方法来进行空预器清堵的办法是行之有效的，并且此方法与常规的在线高压水枪冲洗相比，空预器升温清堵具备时间短、效率高的优点，更是无需频繁的停机进行处理，只要升温操作过程中注意温升率，对风险把控到位，就能保障机组的安全运行。
论文作者:刘小锋,朱剑,刘泽深
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
标签：温度论文; 送风机论文; 硫酸论文; 烟气论文; 炉膛论文; 排烟论文; 机组论文; 《电力设备》2018年第12期论文;