1000MW燃煤鍋爐空預器堵塞問題分析

馬健國

【摘 要】新標準的出臺也為燃煤鍋爐空預器的發展帶來挑戰，本文分析空預器的運行狀況及其堵塞的原因，也總結了空預器的堵塞時可能出現的現象以及潛在危險。分析問題后對如何減少空預機的堵塞問題做了簡單贅述，希望歸納的措施可以為其他研究者提供新的思路。

【關鍵詞】空氣預熱器；堵塞；脫硝

引言

我國社會發展離不開隨著電力能源行業的發展。目前，我國各類能源行業的鍋爐機組總量不斷增加，氮氧化物的排放量也在不斷增加，由鍋爐系統產生的廢物對環境造成的影響已經受到社會各方的廣泛關注。在2014年7月出臺的《火電廠大氣污染物排放標準》中要求二氧化氮的排放濃度不得高于100mg/m3（以標準狀況下計算）。在部分地區已經提出了近零排放”目標，規定相關排放企業的二氧化氮排放濃度排放濃度不得高于50mg/m3。排放標準的嚴格也要求各鍋爐系統的凈化設備也應改型升級。隨著我國排放標準的提高，發電廠鍋爐均逐步通過改造升級，應用選擇性催化還原（SCR）煙氣脫硝裝置來對尾氣進行深度處理。但伴隨廢氣中二氧化氮濃度的降低出現一個問題，這將使鍋爐空氣預熱器的堵塞問題進一步加重。在新標準執行中，在新排放條件下，鍋爐空氣預熱器的堵塞問題對鍋爐系統整體運行時十分不利的。這不單單對鍋爐能量轉化效率產生影響，造成費用增加，還會影響到整體系統安全穩定性。所以對鍋爐空氣預熱器的堵塞問題進行討論是必要的。

在SCR法脫硝投產之后，許多企業熱能鍋爐都出現了空預器差壓逐步增大，嚴重的還出現了堵塞問題。某廠使用的1000MW燃煤鍋爐的空預機為三分倉式，空預器的構造主要由兩部分構成：冷段和熱段1100+1100，在冷段涂有搪瓷。在它的某部分空氣便出現壓差逐步增大現象，空預器也發生堵塞問題并在分倉中發現黏稠狀物質，經檢測它的主要成分為硫酸氫氨。

1空預器堵塞問題的原因

1.1原料對空預器的影響

煤礦種類的不同，其中含硫量也不同。含硫量的增加會導致空氣預熱器出現堵塞的概率增加。在某生產企業中，當煤中硫含量的超過0.8%時就會使空預器的壓差逐漸增大，硫含量越高，在燃燒后產生的硫氧化物量就越高。三氧化硫的含量會影響煙氣露點溫度。當三氧化硫的濃度增大時，煙氣露點溫度也會隨之升高。但當煙氣露點溫度高于空氣預熱器的溫度時，硫酸煙霧就會在空預器內部液化。尾氣就會在空氣預熱器冷段凝結，粘稠液體就會粘附灰塵，造成空預器堵塞現象發生。另一方面，當原料中灰分量增加也會讓空預器磨損結焦。

1.2運行參數設置問題

當鍋爐系統運行在低負荷時，它的煙氣排放濃度較低，也就是說經過脫硝催化劑的氣體溫度低，這樣就會造成氨未處理就流走，所以硫酸氫氨的合成量提高。當機組鍋爐提高、降低負荷，開車、停車時的煤料還未充分燃燒，固體顆粒物的濃度增加，這樣非常容易時空預器積灰。但當鍋爐再次啟動，它的吹灰能力不足，吹灰蒸汽溫度較低。與此同時，蒸汽吹灰時，在前方管路有疏水存在，水會附著在空氣預熱器腔體，造成飛灰粘結，導致堵塞。

1.3吹灰系統的故障或安裝問題

一旦吹灰器發生故障就會使它無法對預熱器處理，或處理效果較差。吹灰減壓閥的作用不明顯也會使吹灰附帶水蒸氣，即會使吹灰效果不明顯也會在高溫條件下導致積灰泥化板在空預器上，造成堵塞。當冷端換熱元件距離鍋爐空預器冷端吹灰器噴口較遠時，也會造成吹灰效果差，致使積灰無法除凈，逐漸堵塞空預器。

2空預器堵塞的現象及可能造成的危害

2.1空預器堵塞的現象

在運行過程中，空預器煙氣壓差增大現象時有發生，當一次風壓、二次風壓升高或降解呈現一定規律；一次風機、送風機、引風機電流電壓出現明顯波動等現象出現時，基本可以確認空預機已經被堵塞。

2.2空預器堵塞可能造成的危害

鍋爐空氣預熱器的堵塞問題對鍋爐系統整體運行時十分不利的。這不單單對鍋爐能量轉化效率產生影響，造成費用增加，還會影響到整體系統安全穩定性。；當一次風壓、二次風壓形成規律性變化，這會造成電流隨之變化，送風機喘振現象發生頻繁。這將造成空預器低溫腐蝕程度的擴大，當堵塞嚴重時將使鍋爐負荷增大至限值，更嚴重就會停爐檢修。

3空預器堵塞的解決辦法

3.1精選煤質

為了控制和緩解空氣預熱器的堵塞問題，應該適當降低原料的含硫量，這也對機組鍋爐的工作穩定性增添保障。如果降低了煤質的灰分，也會使空預器的堵塞問題得到改善。

3.2完善運行條件

將煙氣排放溫度控制在一定范圍之中，應該適當將溫度保持在露點溫度以上。同時要使最低氧量滿足爐膛氧量要求，為的是減少空預器的堵塞情況。但氧量不可過高，氧量過高將導致三氧化硫濃度增加。煙氣含硫量越大，在腔體中產生的硫酸氫氨就越多。在升降負載時，要保證制粉系統維持在最優狀態下。啟停制粉系統時，需要使一次風溫和出口溫度溫度，增大煤粉細度，充分燃燒。以上手段將使空預器的堵塞問題減少。

3.3優化空預器吹灰方式

機組啟、停時，機組低負荷運行時，空預器進行連續吹灰。每4-8小時，對空預器進行吹灰，吹灰蒸汽壓力和溫度要適宜。在吹灰系統啟動前，應先要求，吹灰疏水溫度在一定范圍之內，管路預熱工作準備充分，使氣流不帶水汽進入空氣預熱器。當空預器阻力逐漸升高時，吹灰次數應適當增加。運行中，重點監視空預器差壓，出現空預器差壓增大時，及時投入空預器連續吹灰。

3.4吹灰系統的管理

機組大小修期間及每次停爐后，對空預器吹灰器槍管和槍頭噴口進行全面檢查，確保吹灰器裝置運行正常。

3.5調控氨逃逸

氨逃逸是硫酸氫氨產生量增多的根本。噴氨量提高，會使脫硝率提升，但也會使氨逃逸現象愈加嚴重，硫酸氫氨的生成量隨之增加。完善噴氨系統，調整噴氨量來保證噴氨的均勻性，當發現催化劑活性降低時就應更換催化劑。在滿足相應標準的前提下，SCR法脫硝過程中最好減少噴氨量，從源頭使氨逃逸量減少；一旦出現噴氨調節異樣時需要立刻切換到手動控制。

3.6設備技術升級完善

省煤器煙氣旁路的添加會增加較低負荷運行條件中，會使SCR脫硝入口處的煙氣溫度提高。同時在使用精度更高的氨逃逸檢測設備以監控氨逃逸量，減少硫酸氫氨的生成。對空預器結構、材料進行改造；當出現空預器運行參數異常時，及時停爐維修。廣州某廠的鍋爐空預器壓差高主要原因是冷端波紋板出現松動，煙氣通道變窄，且冷端和熱端的波紋板波形不一致，造成冷熱端煙氣通道的同心度差，通流阻力大引起差壓增大。波紋板松動應及時更換，繼續發展下去就有可能出現波紋板振動撕裂，產生碎片進一步堵塞通道，加劇空預器的堵塞。

4結束語

大部分國內燃煤鍋爐中都會出現空預器的堵塞問題。目前沒有很好的手段避免堵塞現象發生，但是通過精選煤質、完善運行條件、優化空預器吹灰方式、吹灰系統的管理、調控氨逃逸、設備技術升級完善等措施可以有效減少空預器積灰堵塞問題。科技一直在不斷進步，空預器的結構設計會更完善，新脫硝技術性能會更好，空預器的堵塞問題會隨著技術的進步得到解決。對于已發生了空預器堵塞，我們應采取適當措施保證堵塞不在惡化：提高排煙溫度、送風機出口溫度，減少入爐煤含硫量、氨逃逸率等等。這些方案我們需要根據實際情況，反復的實踐、論證，不斷的改善、修正，在實際運行中驗證效果，為改善空預器堵塞問題而不斷的努力。

參考文獻：

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