大唐洛河發(fā)電廠#6爐空預器堵塞原因分析及處理

安呈帥

摘 要：該文簡述了選擇性催化還原（SCR）煙氣脫硝原理，指出SCR脫硝過程出現(xiàn)硫酸氫銨對空預器的危害，詳細分析了硫酸氫銨形成的影響因素，如高硫煤種、SO3濃度、硫酸氫銨的露點溫度等。根據(jù)硫酸氫銨的特性提出了控制硫酸氫銨生成的方法和空預器發(fā)生堵塞時在線疏通的措施。通過控制SCR脫硝過程氨逃逸量和煙氣中SO3生成量，減少硫酸氫銨的生成量；合理控制SCR脫硝裝置在低負荷下的運行時間；為有效降低硫酸氫銨在空預器換熱元件上的形成速率，做好空預器的改造。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硝 選擇性催化還原（SCR） 硫酸氫銨 空預器堵塞

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0052-01

大唐淮南洛河發(fā)電廠#6爐空預器采用上海鍋爐廠空氣預熱器公司生產(chǎn)的型號2-32VI（T）-2185SMRC的容克式三分倉空氣預熱器。2011年11月，#6爐完成了脫硝技術(shù)改造，同時，也完成了空氣預熱器傳熱元件的改造工作。參數(shù)見表1。

#6爐脫硝系統(tǒng)選用的是選擇性催化還原（SCR）煙氣脫硝技術(shù)。SCR脫硝裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、脫硝效率高、運行可靠、便于維護等優(yōu)點[1]。在煙氣脫硝的同時，催化劑使部分煙氣中SO2氧化成SO3，SO3與SCR脫硝過程中未反應的氨反應生成硫酸氫銨。硫酸氫銨具有粘性，會對空預器造成危害[2]。2014年初，#6爐A、B空預器發(fā)生堵塞。負荷530 MW時，A空預器煙氣側(cè)壓差2.5 kPa，B空預器煙氣側(cè)壓差3.5 kPa，熱一次風壓晃動2.4 kPa，影響機組負荷能力和安全運行。

1 空預器堵塞的原因分析

（1）煤種的選擇對硫酸氫銨生成量有一定的影響。我廠配燒有高硫煤種，為C層粉。運行數(shù)據(jù)顯示，SO2濃度最高超過1600 mg/Nm3。而最高時對于給定的SO2濃度和溫度，就實際生成的SO3量而言，SO3的生成率幾乎不變[3]。那么，SO2濃度越大，轉(zhuǎn)化為SO3量就越大，若機組氨逃逸不便，則氨將最大限度轉(zhuǎn)化為硫酸氫銨。

（2）在脫硝過程中由于氨的不完全反應 ，SCR煙氣脫硝過程氨逃逸是難免的，并且氨逃逸隨時間會發(fā)生變化，氨逃逸率主要取決于以下因素：①注入氨流量分布不均；②設定的NH3/NOx摩爾比；③溫度；④催化劑堵塞；⑤催化劑老化。

實際運行中發(fā)現(xiàn)氨逃逸率逐漸增大，為了維持機組脫硝效率和和NOx排放達標，不斷增加噴氨量，進一步加大了氨逃逸率，進而增加了硫酸氫銨的生成率。

（3）空預器冷段高度增加。在通常運行溫度下，硫酸氫銨的露點為147℃，其以液體形式在物體表面聚集或以液滴形式分散于煙氣中。液態(tài)的硫酸氫銨粘性很強，在煙氣中會粘附飛灰[4]。煙氣經(jīng)過空預器熱段后，排煙溫度降低，當溫度降至185℃以下時，煙氣中已生成的氣態(tài)硫酸氫銨會在空預器冷段的傳熱元件上凝固下來，造成空預器冷段積鹽與結(jié)垢，影響空預器的正常運行[5]。140～230℃之間的溫區(qū)位于空預器常規(guī)設計的冷段層上方和中間層下方，由于硫酸氫銨在此溫區(qū)為液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變階段，具有極強的吸附性，會造成大量灰分在空預器沉降，引起空預器堵塞。#6爐空預器改造后熱段減小，冷段增加，硫酸氫銨在空預器沉積結(jié)垢的幾率增大。

（4）低負荷時段增長。對比#6爐歷年的負荷曲線，發(fā)現(xiàn)#6爐的負荷率逐漸下降。空預器入口煙氣低溫時間增長，對硫酸氫銨在空預器的沉積也有一定的影響。

2 預防和處理

（1）由于燃煤的含硫量決定著煙氣中SO3的含量，而SO3的含量對硫酸氫銨的形成有顯著影響，所以對于不同的煤種，SCR中氨逃逸量的控制也不同[5]：低硫煤（含S量為1%），氨逃逸量<6 ppm；中硫煤（含S量為1.5%），氨逃逸量<4 ppm；高硫煤（含S量為3%），氨逃逸量<2 ppm。

（2）空預器改造。硫酸氫銨在空預器的中溫段至低溫冷段的溫度區(qū)間具有很強的粘性，容易吸附灰塵堵塞空預器。因此必須對空預器進行改造。由于空預器的絕大部分中溫段和部分低溫冷段處于產(chǎn)生硫酸氫銨堵塞的溫度區(qū)間，為了避免兩段連接間隙內(nèi)的硫酸氫銨堵塞搭橋可將傳統(tǒng)的低溫冷段和中溫段合并為一段。由于搪瓷傳熱元件具有良好的傳熱性能、防腐性能，因此可將冷段更換為搪瓷表面?zhèn)鳠嵩邷囟蝹鳠嵩Ａ羰褂谩?/p>

（3）吹灰汽源更換。空預器堵塞前使用輔助蒸汽對空預器吹灰，汽壓0.6 MPa～0.9 MPa，溫度180～210℃。更換為鍋爐后屏過熱器出口蒸汽，溫度500～530℃，在鍋爐正常變負荷運行時壓力在18～24.2 MPa。可以明顯改善空預器的堵塞狀況。

（4）使用在線高壓水沖洗。使用超高壓清洗設備，清洗噴頭為直噴、前沖式，使用壓力20～80 MPa；流量為50～90 L/min。把冷端、中溫端附著垢質(zhì)進行清除。堵塞的灰垢經(jīng)高壓水沖洗流下，經(jīng)排水管放出及隨煙氣蒸發(fā)，從而使冷端、中溫端段疏通，清除預熱器內(nèi)板間夾雜的垢物。

3 結(jié)論

總之，選擇催化還原SCR脫硝系統(tǒng)隨著運行時間的增長，氨逃逸率必然增大。若增加催化劑的層數(shù)，會增大SO3的轉(zhuǎn)化率。硫酸氫銨的生產(chǎn)量都會增加。空預器就會發(fā)生堵塞。所以，既要保證脫硝環(huán)保參數(shù)合格，又要減少脫硝副產(chǎn)物對鍋爐運行安全的影響，就得使用一些實際可操作的方法減少硫酸氫銨的生成量，或者在發(fā)生空預器堵塞時設法疏通，避免停機。

參考文獻

[1] 楊衛(wèi)娟，周俊虎，劉建忠，等.選擇催化還原SCR脫硝技術(shù)在電站鍋爐的應用[J].熱力發(fā)電，2005（9）：10-14.

[2] 楊飏.氮氧化物減排技術(shù)與煙氣脫硝工程[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.

[3] 朱崇兵，金保升，李峰，等.SO2氧化對SCR法煙氣脫硝的影響[J].鍋爐技術(shù)，2008，39（3）：68-70.

[4] 陳海林，宋新南，江海斌，等.SCR脫硝性能影響因素及維護[J].山東建筑大學學報，2008，23（2）：145-149.

[5] 沈迪新，胡成南.我國火電廠排放氮氧化物控制技術(shù)[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2005（8）：25-27.

[6] 朱珍平，劉振宇，朱宏賢，等.V2O5/AC催化劑低溫催化的NO-NH3-O2反應-SO2，V2O5擔載量和反應溫度的影響[J].中國科學（B輯），2000，30（2）：154-159.endprint