摘要：随着国家的全面发展，对电力行业的需求不断增长，电站锅炉装机数量不断增加，排放不断增加。一些地区提出了接近零排放的发展目标。随着排放标准的提高，电厂锅炉也进行了深度烟气脱硝。新的发射条件下,空预器堵塞问题已成为阻碍电厂锅炉的操作,这不仅会影响锅炉的经济,也影响整个装置的安全运行的发电厂在严重的情况下,因此有必要加强研究空气预热器的堵塞。
关键词：升温技术处理；空预器堵塞；研究与应用
一、空预器堵塞情况概述
某公司为了适应新的环保要求，实施超低排放，空气预热器对两个机组的蓄热部件经过几个月的正常运行后，空气预热器将急剧上升，达到3.2kPa，排烟温度提高约15℃-18℃，一次和二次空气温度10℃，引风机电流增加25A，风机10A，风机电流增加，严重影响机组的安全稳定运行。
根据空气预热器储热元件的悬挂照片，中间储热元件接近下层约200mm-300mm，下层的低温段有不同的缩放程度，如水泥砂浆的凝固状态和硬态。这一部分的堵塞主要是硫酸氢铵和尘泥凝结造成的，其余的则是火山灰堆积堵塞。
二、空预器的作用
电厂空气预热器的原理是利用锅炉尾部烟道的烟道热加热到锅炉空气中，从而减少烟气的损失，提高锅炉的进口温度，提高锅炉的效率。其作用是：(1)预热器内的热风进入炉内时，可加快燃料的干燥、点火和燃烧过程，保证炉内燃烧的稳定。(2)强化传热是由于炉内燃烧的改善和改善，以及热风进入炉内的温度和炉内平均温度的升高，从而促进了炉内辐射的传热。(3)减少炉膛损坏，降低排烟温度，提高锅炉热效率。由于炉内燃烧的稳定性，可以加强辐射换热，减少化学不完全燃烧损失。另一方面，采用空气预热器进一步降低烟气损失，提高锅炉的热效率。(4)热空气可用作燃料干燥剂。对于大型锅炉来说，热风可以作为较高的水和灰燃料，而在电厂锅炉中，热风是一种重要的干燥剂和煤粉输送介质。
三、空预器堵塞原因分析
电厂脱硝系统采用“选择性催化剂还原烟气脱硝”技术，也即SCR技术，其主要化学反应如下：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
其反应产物为对环境无害的水和氮气，在催化剂的作用下其反应温度由800℃降至400℃左右，锅炉省煤器后温度正好处于这一范围内，这为锅炉脱硝提供了有利条件。SCR(脱硝系统)催化剂的工作温度是有一定范围的，温度过高(＞450℃)时催化剂会加速老化；当温度在300℃左右时，在同一催化剂的作用下，另一副反应也会发生。
2SO2+O2→2SO3
NH3+H2O+SO3→NH4HSO4
即生成氨盐，该物质粘性大，易粘结在催化剂和锅炉尾部的受热面上，影响锅炉运行。同时在燃煤锅炉中，煤中的硫份燃烧的主要产物为SO2，同时产生少量的SO3，在无催化剂的前提下，SO3的生成与煤中硫份有关，硫份越高，则生成的SO3越高。根据化学反应机理，硫酸氢铵的生成与氨和SO3的量有直接关系，其中任一因素高都将导致硫酸氢铵的大幅上升。从停机时抽出的空预器波形板来看，其堵塞的原因主要是硫酸氢铵造成的。硫酸氢铵的物理性是在220℃以上是气态形式存在，在147℃是其熔点温度，也即在147～220℃之间硫酸氢铵是液态形式存在，其液态时具有非常粘的特性，容易附着在波形板金属表面，同时吸附空预器烟气侧的飞灰，造成空预器堵塞。
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四、提升空预器壁温法实验
（一）升温技术处理空预器堵塞技术研究
随着新的环保排放标准的实施，电厂锅炉空气预热器堵塞问题一直存在于超低排放和接近零排放技术下。在更换强氧化催化剂后，在SCR反应的同时，SO2对SO3的氧化反应可以得到根本的改进。随着烟气中SO3含量的增加，空预炉体堵塞问题越来越大，经过超低排放转化后，有许多方法可以解决空预车体拥堵的问题，包括运行优化方法、控制空气预置炉壁温度法、空预置灰法、空预装水洗、单空气预热法。本文采用加热技术处理空预热器堵塞。
（二）升温技术处理空预器堵塞技术原理
硫酸氢铵的气化温度为150℃-230℃，在对空预器上进行升温后，硫酸氢铵从固态转化为气态，可以有效减轻空预器堵塞问题。当温度达到420℃后，碳钢空预器蓄热片在升温后会发生变形，而空预器温度表面喷涂陶瓷的冷端蓄热元件爆瓷温度必须要达到300℃。因此在采用升温技术处理空预器堵塞的过程中需要对温度进行严格的控制，虽然和硫酸氢铵气化温度具有一定的距离，但是依然需要进行合理的控制，保证升温速率，继而避免升温后出现膨胀变形的情况。
（三）升温技术处理空预器堵塞的实际案例
为了进一步验证空气预热器堵塞加热技术的处理方法，针对包头东华热电股份有限公司，对该厂实施环保新标准后进行了综合分析，2017年12月，2号机组空气预热器发生堵塞，烟气侧差kPa上升1.5~3.2kPa，严重影响整个机组的安全经济运行。在这种情况下，电厂采用空气预热器加热方式来处理堵塞。空气预热器加热后，负荷70%的机组将缓慢地降低A侧鼓风机的输出，增加B侧鼓风机的输出，逐步增加A侧引风机的输出，减少B侧引风机的输出，从而控制A侧排烟温升175℃左右，阻力逐渐降低，排烟温度降至210℃，集中注意空气预热器热膨胀后的电流变化，最后将预热器的底部冷端蓄热段提高到230℃，在此温度下，硫酸氢铵连续蒸发，恢复1.5kPa空气预热器阻力，有效解决了电厂空气预热器堵塞问题，在空气预热器升温过程中，还需要以下几个方面。
第一，必须控制相应的加热速率，有效地避免膨胀不均的问题，保证空气预热器的顺利运行。第二，在采暖过程中，必须保证空气预热器冷端烟灰的排放。在空气预热器的加热过程中，送风接触门总是关闭的，如风机一侧停止运行，出口挡板不严，热风不严格时，送风不严时，会导致停机风机轴承温度不断升高，因此有必要加强监测。第四，当排气温度达到200°C时，应注意另一端的温度，以避免吸收塔入口处烟气温度的升高。同时，另一侧的烟气温度应保持在100°C以上以防止堵塞。采用空气预热器加热方法处理硫酸氢铵引起的空气预热器蓄热元件堵塞是非常重要的，但在目前的应用情况下，该方法比较复杂，对机组的正常运行造成很大干扰，虽然加热技术的运行风险很高，但只要空气预热器堵塞效果较好，则提升加热技术可达到较好的预防和控制空气预热器堵塞效果。这也是未来空气预热器堵塞的发展方向之一。
四、结语
综上所述，从根本上解决空气预热器堵塞问题的技术有很多，不同的技术方法具有不同的优势。在众多技术方法中，空气预热器加热法的成本较低，效果更为显著。因此，该空气预热器加热方法能有效控制空气预热器蓄热元件的堵塞，并能有效地运行和优化。加热空气预热器的方法具有时间短、成本低、效果显著的优点，但在加热空气预热器的过程中，操作较为复杂，需要进行全面的研究，才能进一步完善。
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论文作者:唐巍
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：预热器论文; 空气论文; 温度论文; 锅炉论文; 硫酸论文; 技术论文; 烟气论文; 《当代电力文化》2019年第8期论文;