摘要：近年来，随着社会经济的发展，环保问题越来越受到社会各界的关注。作为用煤大户——火电厂，更是承受着越来越大的环保压力。随着火电厂超净排放概念的提出，各个电厂纷纷开展了环保改造。但是在环保改造之后，随之带来了一系列意想不到的问题，例如许多电厂进行了脱硝改造之后空预器出现了堵塞现象，不但影响机组的经济性，机组负荷带不到额定出力，同时还会造成吸风机运行工况差，甚至严重威胁机组的安全运行，因此如何尽量减少脱硝改造后给机组造成的影响值得探讨。
关键词：SCR+SNCR脱硝；空气预热器堵塞
1.概述
烟气脱硝技术主要包括干法脱硝、湿法脱硝、半干法脱硝。湿法脱硝采用液态反应剂吸收烟气中的NOx生成副产品达到降低NOx的目的。半干法脱硝技术是指NO通过气相催化反应生成N02进而被水溶液或者碱溶液吸收。干法脱硝中的反应剂为气态，主要包括选择性催化还原技术（SCR）和选择性非催化还原技术（SNCR）。基于对SCR技术和SNCR技术的分析对比可以得到，单独使用某一种技术都很难在保证实现污染物排放标准的同时实现最大的经济性，正是在这种情况下，某企业采用SNCR—SCR技术对锅炉进行脱硝改造，虽然达到了排放标准，但是却出现了空气预热器堵塞的问题，本文正式基于这样一个实际问题展开了研究，深入分析了进行SCR+SNCR烟气脱硝改造后造成空气预热器堵塞的原因，并提出了相应的解决措。
2.脱硝改造后空预器堵塞原因分析
2.1空预器堵塞物分析
从空预器的蓄热片上取出部分堵塞物，堵塞物呈灰黑色，质地较硬，与蓄热片粘附在一起。堵塞物制样后用D/MAX－2500X射线衍射仪分析，发现冷端堵塞物中有较高含量的NH４HSO４，用超纯水超声萃取堵塞物，采用Thermo DIONEX－600离子色谱仪对样品进行分析，分析结果如表1所示。从表1可以看出，空预器冷端样品富含铵离子和硫酸根离子，揭示空预器堵塞是由逃逸的NH３和烟气中的SO３造成的。NH3：SO3摩尔比约为1，与硫酸氢氨（NH４HSO４，ABS）中NH3：SO３ 摩尔比接近，说明在一定的烟温条件下，逃逸的NH３ 与烟气中的SO３ 反应生成ABS，ABS一般在146-207℃ 范围内呈液态，液态的ABS 粘附在空预器蓄热片上，包裹烟气中的飞灰，低温时固化在蓄热片上，造成空预器堵塞和腐蚀。
表1 空气预热器堵塞物分析
2.2 氨逃逸分析
锅炉主要给生产提供电力和蒸汽，运行时负荷波动频繁，导致床温、烟温变化，使烟气中NOx 分布不均，查看性能考核试验时空预器入口NOx 浓度发现，A 侧部分测点NOx 浓度与B 侧的相差一半以上。均匀喷入的尿素溶液分解后产生的NH３ 不能与烟气中的NOx 及时反应，致使部分区域NH３ 不足，部分区域NH３ 过量，错过温度窗口而逃逸；检查发现装在空预器入口前的氨浓度显示表失效，无法准确显示烟气中逃逸NH３ 的浓度，脱硝控制系统以SNCR 出口的NOx 浓度为主控信号，为了控制出口NOx质量浓度低于100mg／m３，造成过量尿素喷入炉膛，从而氨逃逸过量，NH３与SO３生成ABS，在空预器冷端凝结，导致空预器冷端堵塞和腐蚀。
2.3 吹灰器运行分析
脱硝系统升级改造后，运行人员没有意识到吹灰器对防止空预器堵塞的重要性，因此在运行初期，没有严格按设备厂商提供的吹灰规程进行吹灰。空预器吹灰时要求额定蒸汽压力不低于1.5MPa，蒸汽温度不低于300℃（300-350℃）为宜。但实际运行中，吹灰蒸汽压力最高仅为0.8 MPa 左右，吹灰蒸汽温度在180℃左右，而且每次吹灰前没有进行排除疏水的操作，空预器受热面积灰无法及时彻底清除，吹灰效果逐步恶化。吹灰方式仍按原来每班吹灰2次的频率进行，并没有根据空气预热器的压差及时调整吹灰频次，当空气预热器出现明显堵塞后，即使采取连续吹灰方式也无济于事。
3.解决措施
3.1进行低氮燃烧器改造
如果能在烟气进入反应区之前就降低烟气中的NOX，这样既能减少脱硝的喷氨量，具有可观的经济性，又能有效的降低氨逃逸率，减少 NH4HSO4的生成。某机组进行了低氮燃烧器的改造之后，成功的将反应区前烟气中NOX的含量由将近600mg/m3降到300mg/m3以下，有效降低了氨逃逸率。
脱硝效率的高低还与催化剂的选择有着直接关系，而各地区煤质差距较大，因此根据煤质选择合适的催化剂对提高脱硝效率有着至关重要的作用。按结构催化剂分为板式、波纹式和蜂窝式，某厂机组脱硝改造较早，因此在选型时在两台锅炉上分别选择了蜂窝式和板式催化剂两种进行对比观察，后经半年运行时间观察，发现煤种蜂窝式效率明显比板式的要的多，且系统阻力增大程度完全在可接受范围内。一般脱硝催化剂主要以TiO2为载体，以V2O5作为主要的活性成分，催化剂一般在烟温309℃-420℃运行效率最高，低于低限温度或高于高限温度运行，催化剂就都会失活。一般机组负荷低于60%额定负荷后烟温普遍低于309℃，因此在机组负荷低于60%额定负荷催化剂活性降低后为了控制出口NOx合格往往通过增加尿素溶液量来实现，这样一来大大加剧了空预器堵塞情况。该锅炉从高温再热器后引入一路高温烟气旁路到脱硝入口，保持入口烟温在309℃-420℃，催化剂高效率运行，达到减少氨逃逸率的目的。
3.3 空预器在线清洗
随着机组运行，空气预热器换热元件堵塞情况愈来愈严重，空气预热器压差不断上升一方面使风机电耗明显增大；另一方面影响着锅炉设备的安全稳定运行发生风机失速给机组的安全和经济运行造成不利影响，在运行中采取提高吹灰蒸汽压力、增加吹灰的次数及延长吹灰的时间、控制氨逃逸量、限定排烟温度底限等防控堵塞措施，具体步骤如下：
首先需要做好水冲洗前的检查，在引、送风机停止之后，关闭空预器入口烟气挡板，热端扇形板提升至上限位置，空预器入口烟温在小于150摄氏度时需要关闭空预器，切断空预器主电机，备用电机电源，打开空预器入孔门，检查积灰情况，检查打开空预器底部烟、风道放水门。
然后进行空预器内部检查，给空预器辅电机送电；解列空预器主辅电机连锁，启动空预器辅电机维持低速运行；开启水冲洗管道总门，调节压力至18-20Mpa，冲洗顺序为先下后上，然后再上、下同时冲洗；若有条件可投入空预器蒸汽吹灰，以增加清晰效果；在水冲洗期间，要检查水的浑浊度及PH值，当水中不携带灰层且PH值大于等于9.5时，可停止水冲洗。之后关闭水冲洗总门，退出吹灰器，放尽积水后关闭放水门，关闭空预器入孔门；水冲洗结束后，开启空预器入口烟气挡板进行干燥，必要时可投入暖风器，启动引、送风机对空预器进行通风干燥。
结束语
本文首先介绍了进行SCR+SCNR烟气脱硝改造的原因和大背景，解释了进行烟气脱硝改造后出现空气预热器堵塞的现象，并深入分析其原因，针对该现象最后提出了相应的解决措施，如低氮燃烧器改造、选择合适催化剂、实施在线清洗空气预热器等，取得了较为不错的改善效果。
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论文作者:李旭东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/26
标签：烟气论文; 预热器论文; 机组论文; 催化剂论文; 空气论文; 蓄热论文; 蒸汽论文; 《基层建设》2018年第36期论文;