淺析超低排放改造后空預器堵塞及在線沖洗方案

潘建東

摘要：超低排放改造后，空預器堵塞問題非常普遍，本文針對一起空預器堵塞問題進行原因分析并提出預防措施及在線清洗方案

關鍵詞：脫硝；催化劑；空預器堵塞；在線清洗

0引言

由于國家對環(huán)保要求的提高，各電廠近幾年均對燃煤機組進行了超低排放改造，為保證氮氧化物不超標，在變工況運行時存在過量噴氨想象，長時間后煙氣側(cè)就會形成硫酸氫銨粘結物附著在空預器表面，造成空預器堵灰、腐蝕、甚至影響整個鍋爐的安全經(jīng)濟運行。某電廠超低排放改造后，機組運行3個月來空預器差壓逐漸增大發(fā)生了堵灰現(xiàn)象，導致鍋爐引風機因空預器差壓大發(fā)生失速現(xiàn)象。本文就其中原因做出簡要分析，提出幾點預防措施及空預器在線清洗方案以供參考。

1鍋爐設備概況及超低排放改造情況

1.1鍋爐設備概況

該公司的鍋爐選用哈爾濱鍋爐廠有限責任公司自主設計和制造的超臨界燃煤鍋爐（HG-2115/25.4-YM12），鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行直流爐、單爐膛、前后墻對沖燃燒、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構架、全懸吊結構Ⅱ型布置。鍋爐制粉系統(tǒng)為正壓直吹式系統(tǒng)，采用低NOX軸向旋流燃燒器，空預器采用三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預熱器。

1.2超低排放改造情況

超低排放改造在NOX方面進行了低氮燃燒器改造、脫硝催化劑增加備用層（3層）。

2空預器堵灰情況及原因

2.1空預器堵灰情況

機組于2015年12.24日超低排放改造后啟機，隨著機組連續(xù)運行，空預器差壓不斷升高，01.23-02.01、02.29-03.03期間上漲速度較快，03.03日鍋爐引風機因空預器差壓大發(fā)生失速現(xiàn)象，以下為440MW、500MW負荷段空預器參數(shù)對比表。

2.2空預器堵灰原因分析

2.21煙氣中S03含量增大

本次鍋爐超低排放改造，脫硝催化劑增加備用層（3層）。V205（催化劑）含量越高，脫硝效率越高，SO2向SO3的轉(zhuǎn)換率也會越高，煙氣中SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率增加，煙氣酸露點溫度隨之升高，空預器的腐蝕和堵灰風險就越大。

2.22氨逃逸超標

煙氣中未反應的氨與煙氣中的SO3及水蒸氣反應生成硫酸氫氨，硫酸氫氨沉積溫度150℃-230℃，具有腐蝕性與粘性性，易沉積在空預器冷段并吸收煙氣中的飛灰物，在空預器低溫段產(chǎn)生低溫腐蝕與積灰，加劇空預器堵灰現(xiàn)象。

2.23空預器冷端綜合溫度低（空預器排煙溫度與冷風溫度之和）

冷端綜合溫度低，易導致空預器低溫腐蝕與積灰，原理同2.2，該溫度應大于148℃，冬天環(huán)境溫度低，當機組負荷不高時，我廠冷端綜合溫度基本達不到該要求。

2.4煤種中氮、硫含量大

煤種中的氮含量大，易導致煙氣中的NOX增大，噴氨量大，產(chǎn)生氨逃逸；硫含量大產(chǎn)生更多的S03，兩者反應生產(chǎn)更多的硫酸氫氨，加劇空預器堵塞，01.23～02.01期間及02.25～03.02期間空預器差壓上漲速度較快，03.03日引風機失速。查看配煤通知，1.25-1.29配合做機組環(huán)保超低排放改造監(jiān)測試驗，期間均上高硫煤種；02.26-03.02配合做機組低氮燃燒器改造后熱態(tài)試驗，期間均上高硫煤種；本文分析該原因為本次空預器堵塞的主要原因。

2.5設備缺陷

聲波吹灰器缺陷（1.18-03.08共47條），大都是堵塞或電源跳閘，影響聲波吹灰器正常運行，催化劑表面臟污積灰，增加煙道阻力，且未能與氨氣完成反應，增加氨逃逸率。

省煤器輸灰系統(tǒng)缺陷（啟機至03.08共60條），導致無法正常下灰及輸灰，灰進入脫硝區(qū)域及積在空預器。氨逃逸測點一直未處理好，無法正常監(jiān)視氨是否過剩。空預器吹灰缺陷，導致空預器無法正常吹灰，未能及時清除積灰。

3空預器在線沖洗方案介紹

1）清洗設備所配置的噴頭為直噴、前沖式，高壓水泵為額定壓力80MPa，額定流量為70L/min。在實際沖洗過程中，控制水泵出口沖洗壓力≤45MPa，噴口壓力≤38MPa，沖洗流量≤35 L/min。

2）架設沖洗設備在空預器冷端煙氣側(cè)，#3爐空預器內(nèi)部安裝沖洗車軌道，沖洗車從空預器后側(cè)專用沖洗門進入；

3）為防止沖洗過程中造成空預器傳熱元件損壞，在正式?jīng)_洗前進行試沖洗，試沖洗壓力由低到高，沖洗流量≤35 L/min。

4）試沖洗壓力初步設定為20MPa，沿空預器冷端外側(cè)進行沖洗，連續(xù)60分鐘后沖洗車向前移動25mm，再連續(xù)60分鐘后停止沖洗。在空預器冷端煙氣側(cè)人孔門檢查傳熱元件是否發(fā)生沖裂，偏斜和破損現(xiàn)象。若未發(fā)現(xiàn)異常，按上次沖洗方式，提高沖洗壓力5MPa/次，直至沖洗泵出口壓力達40MPa以上；

5）正常沖洗時，高壓水沖洗壓力控制在45MPa，由內(nèi)往外由電機帶動自動清洗，通過變頻控制速度，并觀察沖洗后的空預器壓差變化，適當調(diào)整各步的沖洗時間，直至步退至空預器最外側(cè)，完成一次沖洗流程。

6）第一次沖洗流程結束后，根據(jù)沖洗后的空預器煙氣側(cè)差壓變化情況，再確定是否進行第二次沖洗。

7）空預器沖洗后的最終目標值，在鍋爐負荷670MW工況下，空預器正常運行狀態(tài)后，煙氣側(cè)阻力2.0KPa。

4防止空預器堵灰的措施和建議

4.1控制氨逃逸

盡量提高底層制粉系統(tǒng)出力，減少上層制粉系統(tǒng)出力；控制煤粉細度在規(guī)定范圍內(nèi)，定期進行化驗；按熱工院試驗結果進行配風及調(diào)整，減少脫硝入口NOX；加強脫硝參數(shù)監(jiān)視，加強噴氨調(diào)門調(diào)節(jié)，每天對比噴氨量等數(shù)據(jù)，避免過量噴氨；加強聲波吹灰器檢查及壓縮空氣疏水，引風機啟動后及時投入聲波吹灰器與稀釋風機，避免催化劑表面積灰及氨氣噴嘴堵塞；避免長期低負荷運行，煙氣溫度低，影響脫硝效率；停機時對各氨氣噴嘴進行檢查，避免噴氨不均。

4.2加強配煤摻燒

降低氮、硫含量，減少NOX與SO3的生產(chǎn)。

4.3提高冷端綜合溫度

冬天時環(huán)境溫度低且負荷低，導致冷端綜合溫度偏低，我廠有設計熱風再循環(huán)，可考慮冬天時投入運行。

4.4加強檢查與監(jiān)視

脫硝聲波吹灰器、省煤器輸灰系統(tǒng)、空預器吹灰器系統(tǒng)加強檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷及時跟蹤檢修處理好；空預器吹灰前確保疏水干凈，溫度、壓力滿足要求；

加強SCR噴氨量、氨逃逸、NOX、風機電流、空預器電流和空預器差壓等參數(shù)的運行監(jiān)視工作。發(fā)現(xiàn)空預器差壓開始上漲時，提高空預器吹灰壓力及吹灰頻率；仍上漲時可考慮單側(cè)提高排煙溫度方案（上漲120H內(nèi)此方法還是有效的），堵塞嚴重時及時采取在線高壓水沖洗方案。

4.5建議

調(diào)試熱風再循環(huán)，冷端綜合溫度低時進行使用；空預器進行防腐改造，空預器低溫段采用搪瓷表面?zhèn)鳠嵩魯喔g物與金屬接觸，易于清洗；對原設計空預器高壓沖洗水泵進行調(diào)試或改造；進行噴氨優(yōu)化試驗，保證噴氨的均勻性。