侯春明
(茂名热电厂 广东茂名 525011)
摘要：#7机组空气预热器近段时间运行时，由于入炉煤硫份、脱硝反应器入口氮氧化物过高及喷氨量过大，生成的硫酸氢铵引起空气预热器堵塞严重，烟气进出口差压经常超标，影响机组的出力，本文针对空气预热器堵塞的现象，多方分析过多的硫酸氢铵引起其堵塞的原因，并提出相对应的预防解决措施，为以后空气预热器的正常运行提供参考。
关键词：硫酸氢铵 空气预热器 差压 堵塞
某厂#7机组1×600MW“上大压小”，锅炉型号为DG1920/25.4-Ⅱ6型。本型号锅炉系国产600MW超临界参数变压直流锅炉，一次再热、单炉膛、尾部双烟道结构、采用烟气挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢构架、全悬吊结构，平衡通风、露天布置，前后墙对冲燃烧。风烟系统：送风机和一次风机将冷空气送往两台空气预热器，冷风在空气预热器中与锅炉尾部烟气换热被加热成热风。炉膛的烟气从水平烟道、经过脱硝装置SCR、空气预热器、电除尘、引风机、脱硫装置FGD后从烟囟排放。空气预热器是三分仓型式，这种三分仓容克式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。
一、#7脱硝锅炉空气预热器硫酸氢铵堵塞机理分析：
液氨经空气稀释到安全浓度（5%体积浓度）以下后，被引入省煤器出口（脱硝反应器入口）的烟道中，与一定温度下的锅炉烟气充分混合。充分混合后的烟气、空气及氨的混合物流经SCR反应器中的催化剂层。在催化剂的作用下，烟气中的NOx与氨在催化剂的表面发生充分的化学还原反应生成N2和H2O，达到脱除烟气中NOx的目的。
脱硝还原反应：
发生的副反应：
还原反应中，没有参加反应的NH3称作氨逃逸。逃逸的氨随净烟气进入下游的空气预热器，在空气预热器的低温段与烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵。硫酸氢铵是一种粘性物质，将沉积在空气预热器的换热元件表面，存在对空气预热器造成堵塞和腐蚀的危险。
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二、空气预热器堵塞原因分析
1入炉煤硫份高的影响：
该厂为了降低生产成本，在#7机组运行中，长期燃烧Sar≈ 1.3％的高硫煤，远大于设计原煤硫份Sar =0.9％，导致原烟气SO2浓度在2500mg/Nm3以上，流经空气预热器中的烟气有过多的SO3，容易与液氨反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵是一种粘性较强物质，将沉积在空气预热器的换热元件表面，造成空气预热器堵塞。
2脱硝率过高的影响：
由于现在环保排放指标参数要求严格，考核重。为了避免考核，#7机组运行中，通常脱硝率都在87％～95％，锅炉喷入较多的液氨，导致氨逃逸过高。过多的氨逃逸与烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵，而液态硫酸氢氨易附着于空气预热器传热元件表面，然后不断捕捉飞灰，形成融盐状的积灰，最终造成空气预热器的堵塞。
3烟气飞灰的影响：
该锅炉设计燃煤灰分为Aar =11.8％，在2015年4～6月份入炉煤检验报告统计，共有82天超出设计值，最高入炉煤灰分达到25％，高灰分运行容易造成空气预热器堵塞。
4空气预热器冷端的吹灰压力的影响：
设计存在缺陷，设计空气预热器只有蒸汽吹灰，没有高压水冲洗。运行中空气预热器吹灰次数为每天两次，吹灰蒸汽压力为1.7～1.8MPa，由于压力偏低，吹扫次数少，吹灰效果不好，容易造成空气预热器堵塞。
5炉膛燃烧氧量的影响：
2015年10月份，公司委托西安热工研究所做机组热力性能试验，发现空气预热器入口烟气氧量测量计测量有误，显示值偏低，造成机组正常运行时，实际氧量偏多，生成的NOx比较多，为了确保脱硝率从而增加了液氨量，导致氨逃逸过高。
6脱硝反应器入口NOx浓度的影响：
机组运行中，负荷率在大于75％额定负荷时，脱硝反应器入口NOx浓度在310～350mg/Nm3之间，反应器入口NOx偏高，为了保证脱硝效率，需增加液氨量，导致氨逃逸过高。
7、机组启动过程中的影响：
2015年里，#7机组共启停4次，且锅炉从点火到发电机并网运行，最长一次时间共用50小时，锅炉启动过程中，炉膛温度低燃烧不完全，造成燃料积存在尾部烟道，空易造成空气预热器堵塞。
三、针对空气预热器堵塞采取以下措施：
1、控制入炉煤硫份不高过设定的值Sar ≯0.9％，尽量控制原烟气SO2浓度在1500mg/Nm3以下，减少预热器中的烟气有过多的SO3。
2、严格控制脱硝系统的喷氨量，控制脱硝效率不大于85%，尽量控制在80～85%之间；控制氨逃逸不大于3.0ppm，这样氨逃逸会大幅度的减少。
3、启停炉过程中对空气预热器连续吹灰，正常运行时加强对空气预热器冷端的吹灰，吹灰蒸汽压力提高至2.5MPa，吹灰次数每天不少于4次，在高负荷段时，如果空气预热器差压大，应增加吹灰次数。
4、在磨煤机出力允许的情况尽量不启动顶层磨煤机运行，避免过多的一、二风量进入炉膛，使生成氮氧化物变大，尽量控制脱硝反应器入口NOx浓度在300mg/Nm3以下。
5、锅炉运行中，可以保持轻微缺氧运行，控制脱硝反应器入口NOx浓度在300mg/Nm3以下，但绝对不允许出现过度缺氧运行，可参考脱硫吸收塔入口CO浓度情况，尽量控制其数值在150mg/Nm3以下。
6、选择煤种搭配，控制入炉煤灰分不高于设计燃煤灰分Aar =11.8％，减少烟气的飞灰量。
7、利用小修时间，增加空气预热器冷段高压水冲洗，并制定冲洗制度。
8、启停炉过程中，尽量缩短并网时间，尽量控制在10小时内，且加大氧量保证完全燃烧，空气预热器投连续吹灰，减少燃料积存在尾部烟道。
9、根据以后运行情况和检查情况，在机组安排下次大修期间，可在空气预热器冷端采用“搪瓷”传热元件，搪瓷可以隔断腐蚀物，且表面光洁，易吹扫干净。
10、对脱硝系统进行运行优化，降低氨逃逸率。由于脱硝系统氨逃逸形成的硫酸氢氨是导致空气预热器堵塞的重要原因，因此考虑对脱硝系统进行烟气流场及喷氨格栅（AIG）喷氨流量调整优化，在保证脱硝效率的条件下，减少氨逃逸量，减小空气预热器堵塞的机率。
三、结束语
脱硝锅炉空气预热器堵塞现象越来越普遍，不仅会造成设备损坏，引起不安全运行，而且会影响到机组的经济，电厂承受巨大的经营压力，本文根据空气预热器堵塞的原因，及时采取相对应的解决措施，有效的减轻了硫酸氢氨对空气预热器的影响，使空气预热器堵塞的现象明显减少，保证了机组的安全经济运行。
参考文献
[1]范从振．锅炉原理．北京：机械工业出版社，1986
[2]卢志民．环保技术3-脱硝．广东：华南理工大学，2001
[3]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M]. 北京:中国电力出版社，2002
[4]华东六省一市电机工程学会.环境保护. 北京:中国电力出版社，2007
作者简介
侯春明（1976-），男，广东茂名人，茂名热电厂助理工程师，研究方向：电厂集控运行。
论文作者:侯春明
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/5
标签：预热器论文; 空气论文; 烟气论文; 锅炉论文; 硫酸论文; 机组论文; 反应器论文; 《电力设备》2016年第7期论文;