DQZHAN技術(shù)訊：SCR超低排放后空預(yù)器堵塞的原因、預(yù)防及處理

為了適應(yīng)環(huán)保新要求，SCR超低排放改造后，由于硫酸氫氨堵塞空預(yù)器，造成空預(yù)器壓差偏大，引起風(fēng)機(jī)耗電增加、喘振失速等問題，必須對空預(yù)器進(jìn)行升溫或在線水沖洗。經(jīng)過多次升溫消除空預(yù)器堵塞和在線水沖洗，積累了經(jīng)驗。本文介紹了這兩個過程，分析了危險點及采取的措施。

【關(guān)鍵詞】：空預(yù)器 堵塞 升溫消除硫酸氫氨堵塞 在線水沖洗

河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司330MW鍋爐為北京巴布科克˙威爾科克斯(B&WB)有限公司生產(chǎn)的B&WB—1025/18.3—M型鍋爐，預(yù)熱器為29VI(T)–1676(1778)MOD型(Φ10.33米)容克式三分倉空氣預(yù)熱器，原設(shè)計為上海鍋爐廠產(chǎn)品，后由豪頓華進(jìn)行了密封改造。每臺爐配2臺空氣預(yù)熱器。

空氣預(yù)熱器發(fā)生堵灰，會引起一次風(fēng)、二次風(fēng)風(fēng)壓增大、爐膛負(fù)壓難以維持，并出現(xiàn)擺動現(xiàn)象，擺動周期與空氣預(yù)熱器旋轉(zhuǎn)時間相吻合，嚴(yán)重時導(dǎo)致送、引風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振、一次風(fēng)壓大幅周期波動，一次風(fēng)管有堵塞危險，嚴(yán)重影響燃燒**?？諝忸A(yù)熱器堵灰還會造成鍋爐排煙溫度升高,風(fēng)煙系統(tǒng)阻力增加，一次風(fēng)、二次風(fēng)正壓側(cè)和煙氣負(fù)壓側(cè)的壓差增大，增加了空氣預(yù)熱器漏風(fēng)，堵灰嚴(yán)重還會影響鍋爐的帶負(fù)荷能力。

1.空預(yù)器堵塞的一般原因

1.1鍋爐燃煤煤種不符合設(shè)計值

煤種含硫量過高，會引起煙氣露點的降低，導(dǎo)致空預(yù)器冷端結(jié)露而造成腐蝕。燃煤低位發(fā)熱量過低，會造成燃煤量、煙氣量增大，增加了空預(yù)器阻力。灰分過高，造成鍋爐各受熱面積灰及磨損嚴(yán)重。揮發(fā)分過高，引起灰熔點下降，更容易結(jié)焦。

1.2鍋爐啟動時制粉系統(tǒng)投入不當(dāng)

鍋爐啟動過程中，采用小油槍點火，或是啟動磨煤機(jī)時，爐膛溫度低，煤粉燃燒相對較差，勢必會造成飛灰可燃物大量增加。大量或者長時間投運油槍時，未燃盡的油污及未燃燒的煤粉進(jìn)入空預(yù)器增加了堵灰的風(fēng)險。

1.3空預(yù)器吹灰介質(zhì)未達(dá)到設(shè)計值

空預(yù)器采用蒸汽吹灰時，疏水不暢或時間過短，造成空預(yù)器吹灰蒸汽過熱度不足，吹灰效果差。有資料指出，空預(yù)器吹灰蒸汽過熱度應(yīng)保持在111-130℃?？疹A(yù)器吹灰器故障、減壓閥調(diào)節(jié)性能不好，蒸汽帶水，不但減弱吹灰效果，嚴(yán)重時還會在高溫下與積灰泥化板結(jié)。

1.4吹灰蒸汽閥門不嚴(yán)泄露

鍋爐空預(yù)器吹灰進(jìn)汽閥門不嚴(yán)密，導(dǎo)致水蒸氣漏入空預(yù)器內(nèi)部，導(dǎo)致空預(yù)器堵塞。故此，在每次停爐時，對空預(yù)器吹灰進(jìn)汽閥進(jìn)行檢查處理，能有效避免此原因?qū)е碌亩氯l(fā)生。

1.5空預(yù)器水沖洗不徹底

鍋爐每次停爐后，都要進(jìn)行空預(yù)器水沖洗，沖洗過程一定要徹底，可采用透光法等手段進(jìn)行檢查，避免沖洗不徹底，否則會在極短時間內(nèi)加重堵塞，失去沖洗的意義。

2.SCR超低排放對空預(yù)器的影響

自脫硝投運以來，空預(yù)器壓差偏大，而在實行超低排放后，這一現(xiàn)象更加突出。高負(fù)荷時達(dá)到2.5KPa以上，吹灰器投運后效果不明顯，原因分析如下。

2.1空預(yù)器硫酸氫氨堵塞

燃煤鍋爐爐膛內(nèi)煙氣中的SO2約有0.5%～1.0%被氧化成SO3。加裝SCR系統(tǒng)后，催化劑在把NOx還原成N2的同時，將約1.0%的SO2氧化成SO3。

SCR反應(yīng)器出口煙氣中存在的未反應(yīng)的逃逸氨(NH3)、SO3及水蒸氣反應(yīng)生成硫酸氫氨或硫酸氨：

NH3+SO3+H2O→NH4HSO4

2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4

當(dāng)煙氣中的NH3含量遠(yuǎn)高于SO3濃度時，主要生成干燥的粉末狀硫酸氨，不會對空預(yù)器產(chǎn)生粘附結(jié)垢。當(dāng)煙氣中的SO3濃度高于逃逸氨濃度時，主要生成硫酸氫氨(ABS)。

國內(nèi)部分進(jìn)行煙氣脫硝改造機(jī)組對空預(yù)器低溫段元件鍍搪瓷，空預(yù)器冷段換熱元件即使采用鍍搪瓷元件，如果沒有有效的吹灰清洗裝置相配套，同樣會發(fā)生嚴(yán)重的堵灰。

搪瓷鍍層能顯著降低硫酸氫氨的結(jié)垢速率，但如鍍層因加工質(zhì)量而損裂，將不利于防止硫酸氫氨的吸附。

2.2氨逃逸濃度過高

氨逃逸濃度越大，空預(yù)器阻力增加的越快。

煙氣脫硝裝置運行過程中，除了極端工況造成短時間內(nèi)過量噴氨外，當(dāng)氨噴射系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)、煙氣流場分布不均勻或者噴氨格柵局部噴嘴被堵塞時，也會造成反應(yīng)器出口局部區(qū)域的氨逃逸過量。不同程度的氨逃逸是造成空預(yù)器堵塞的主要原因。

對于煙氣脫硝裝置，除通過氨噴射系統(tǒng)、導(dǎo)流系統(tǒng)、混合系統(tǒng)的設(shè)計提高煙氣流場的分布均勻性外，日常運行過程中，還需嚴(yán)格控制噴氨量，防止過度噴氨，并定期進(jìn)行氨噴射系統(tǒng)的噴氨流量平衡調(diào)整，防止局部噴氨過大造成氨逃逸濃度升高。

3.空預(yù)器堵塞的預(yù)防

為了更好地控制空預(yù)器堵塞情況，必須采取技術(shù)手段，杜絕空預(yù)器堵塞的原因，從根本上降低或者杜絕空預(yù)器堵塞情況發(fā)生。

3.1SCR超低排放前的一般手段

3.1.1冬季加強(qiáng)暖風(fēng)器綜合治理

利用停爐機(jī)會對暖風(fēng)器進(jìn)行改造，以徹底解決因暖風(fēng)器疏水不暢通引起振動而引起內(nèi)漏。可考慮對暖風(fēng)器進(jìn)行改造，進(jìn)汽端比疏水端提高了約300mm左右，可以緩解了暖風(fēng)器泄漏幾率。在暖風(fēng)器處都增加了玻璃觀察窗，以方便運行過程中檢查暖風(fēng)器是否內(nèi)漏。

3.1.2制粉系統(tǒng)投運時盡量滿足著火能量

機(jī)組每次停運時，在條件允許的情況下，盡量將安裝有等離子點火裝置的磨煤機(jī)對應(yīng)煤斗燒空，并在下次機(jī)組啟動前將該煤斗配上發(fā)熱量大于4500kcal/kg，揮發(fā)份較高的煤種，同時等離子磨煤機(jī)啟動前應(yīng)保證二次風(fēng)溫大于200℃，以減少制粉系統(tǒng)啟動初期大量不完全燃燒產(chǎn)物的生成，從而抑止空預(yù)器堵灰的發(fā)生。

3.1.3加強(qiáng)省煤器輸灰系統(tǒng)綜合治理

鍋爐日常運行中加強(qiáng)省煤器灰斗料位的監(jiān)視和控制，一旦發(fā)現(xiàn)高料位，立即聯(lián)系檢修進(jìn)行處理。同時利用停爐機(jī)會，檢查省煤器灰斗真實料位，徹底疏通輸灰管線。

3.1.4對空預(yù)器要進(jìn)行定期吹灰且吹灰蒸汽要保證足夠的過熱度

吹灰至少每8小時進(jìn)行一次，如果發(fā)現(xiàn)空預(yù)器差壓有上升趨勢，應(yīng)縮短吹灰時間間隔。吹灰程序控制必須采取疏水溫度控制，不能通過時間簡單判斷疏水是否干凈，必要時進(jìn)行疏水管路改造以確?？疹A(yù)器吹灰效果。

3.1.5加強(qiáng)吹灰閥門的綜合治理

每次停爐后對空預(yù)器吹灰進(jìn)汽閥和吹灰槍進(jìn)行檢查處理，保證運行中不發(fā)生濕蒸汽泄漏到空預(yù)器換熱元件上。

3.1.6高壓水沖洗要徹底

空預(yù)器沖洗熱段一般采用消防水噴淋，冷端采用高壓水槍沖洗，通過抽檢中溫端換熱元件干凈程度以確定沖洗質(zhì)量是否合格，正常兩臺空預(yù)器沖洗合格需要進(jìn)行60小時左右。沖洗結(jié)束后一定要進(jìn)行充分干燥，防止啟動時大量灰粒粘貼到換熱元件。

3.2SCR超低排放后的預(yù)防手段

3.2.1合理控制噴氨量

合理控制SCR出口參數(shù)，避免過調(diào)。根據(jù)設(shè)計條件，每臺爐SCR系統(tǒng)都有設(shè)計*大噴氨量，當(dāng)自調(diào)或人工調(diào)整時，應(yīng)當(dāng)注意不要高于此限值，若是自由大量噴氨才能將Nox降低到超低排放值，應(yīng)考慮其他方面的影響，不應(yīng)僅靠過噴氨量來實現(xiàn)。

3.2.2加強(qiáng)對噴氨格柵均勻性的調(diào)整

制定噴氨格柵定期調(diào)整試驗機(jī)制，每次檢修或每半年均應(yīng)對噴氨格柵進(jìn)行一次優(yōu)化，防止噴氨不均勻造成反應(yīng)效率下降，浪費氨氣的同時造成空預(yù)器硫酸氫氨堵塞。

3.2.3控制氨逃逸濃度

運行中加強(qiáng)對氨逃逸濃度的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)氨逃逸濃度異常升高，應(yīng)立即降低噴氨量，查找原因，若因噴口堵塞或脫落，應(yīng)及時修復(fù)，避免長時間不均勻運行。

3.2.4定期更換催化劑層

建立各爐催化劑臺賬，對催化劑進(jìn)行全壽命管理，及時更換失效的催化劑，保證脫硝反應(yīng)效率。

3.2.5預(yù)防空預(yù)器壓差增大定期工作

因脫硝超低排放及當(dāng)前脫硝調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性問題，對于因氨量瞬間過大造成硫酸氫氨堵塞空預(yù)器情況時有發(fā)生，為了預(yù)防空預(yù)器及風(fēng)煙系統(tǒng)的**、經(jīng)濟(jì)運行，應(yīng)該制定定期工作，各單元機(jī)組均應(yīng)按規(guī)定認(rèn)真執(zhí)行。

3.2.5.1每月20日中班，選取負(fù)荷大于80%階段(250MW、480MW)，進(jìn)行兩個小時空預(yù)器升溫工作，A、B兩側(cè)分別進(jìn)行。

3.2.5.2減小送風(fēng)量(或增大引風(fēng)機(jī)開度)以提高該側(cè)煙溫至160~170℃之間，注意*高點不能超過170℃(針對布袋除塵器，排煙溫度不可超過180℃，若無此限值，則應(yīng)升高至230℃更佳)。

3.2.5.3每年10月底至4月初暖風(fēng)器轉(zhuǎn)入運位后，升溫期間利用該側(cè)暖風(fēng)器，根據(jù)煙溫變化情況和預(yù)熱器電流變化情況提高送風(fēng)溫度至30~40℃之間，其余時間不用投入暖風(fēng)器。

4.升溫消除空預(yù)器壓差增大方法及注意事項

鍋爐運行中，預(yù)熱器阻力超過1.5KPa，應(yīng)開始執(zhí)行以下措施：

4.1投入該側(cè)暖風(fēng)器，根據(jù)煙溫變化情況和預(yù)熱器電流變化情況提高送風(fēng)溫度至30~40℃之間(暖風(fēng)器停運期間除外)。

4.2減小送風(fēng)量(增大引風(fēng)機(jī)開度)以提高該側(cè)煙溫至160~165℃之間，注意*高點不能超過170℃(針對布袋除塵器，排煙溫度不可超過180℃，若無此限值，則應(yīng)升高至230℃更佳)。

4.3加強(qiáng)預(yù)熱器蒸汽吹灰頻次(投入空預(yù)器蒸汽連續(xù)吹灰)，直至阻力下降至1.3KPa(75%以上負(fù)荷)以下。

4.4同一單元兩臺機(jī)組不可同時進(jìn)行升溫工作，20日完不成，可以由21日中班完成，月末上報績效分爐分AB側(cè)統(tǒng)計。

4.5加強(qiáng)監(jiān)視煙溫測點，尤其在負(fù)荷變化及啟停磨期間，確保排煙溫度測點*高點不得超過170℃。

4.6調(diào)節(jié)送吸風(fēng)量應(yīng)緩慢進(jìn)行，溫升5~10℃暫停調(diào)節(jié)穩(wěn)定20分鐘以上，方可繼續(xù)升溫。注意調(diào)節(jié)煙溫變化速率。

4.7加強(qiáng)對空預(yù)器電流監(jiān)測，預(yù)熱器電流一般不得超過正常值5A以上，否則穩(wěn)定煙溫待空預(yù)器受熱均勻，電流回落方可繼續(xù)升溫。

4.8升溫期間制粉系統(tǒng)盡量保持穩(wěn)定。

5.空預(yù)器在線水沖洗方法及注意事項

為了防止空預(yù)器的硫酸氫氨堵塞，部分單位在SCR改造之初，就對空預(yù)器吹灰器進(jìn)行了改造，但鑒于運行風(fēng)險，很少有人使用。

我公司已經(jīng)將空預(yù)器吹灰器改造為雙介質(zhì)吹灰器，經(jīng)過與豪頓華公司協(xié)商，同意進(jìn)行空預(yù)器在線沖洗，現(xiàn)已對我公司多臺機(jī)進(jìn)行了多次沖洗，積累了一定的經(jīng)驗。下面以#2機(jī)組為例對沖洗過程進(jìn)行闡述，對危險點控制進(jìn)行分析。

5.1沖洗過程：

5.1.1空預(yù)器在線沖洗由生產(chǎn)部鍋爐專工主持，鍋爐車間負(fù)責(zé)，豪頓華工程有限公司提供技術(shù)支持;沖洗過程由發(fā)電部負(fù)責(zé)。

5.1.2保持機(jī)組沖洗時負(fù)荷在280MW，*低不能低于260MW。

5.1.3檢查高壓水管路上的閥門、法蘭、接頭的嚴(yán)密性。

5.1.4將高壓水泵入口兩只過濾器的濾芯拆下進(jìn)行清洗，并打開水泵入口閥門，對進(jìn)水管道進(jìn)行排污沖洗。

5.1.5將高壓管路上過濾器的濾芯拆下進(jìn)行清洗，并對過濾器前的高壓管道進(jìn)行沖洗。

5.1.6檢查高壓水泵電機(jī)和就地控制柜絕緣合格并送電。

5.1.7確保高壓水泵水源壓力達(dá)到3~8bar，氣動卸荷閥儀表氣源穩(wěn)定。

5.1.8吹灰器控制柜上電后，空槍走行一遍，確保走行過程正確無誤。

5.1.9保證吹灰器操作人員和高壓水泵操作人員之間聯(lián)絡(luò)的暢通。

5.2沖洗流程：

兩臺空預(yù)器的高壓水沖洗不能同時進(jìn)行，應(yīng)逐臺沖洗。以下流程以A側(cè)沖洗為例，B側(cè)與此相同。

5.2.1疏通煙道排污口

由于我公司空預(yù)器煙道下方灰斗和排灰管維護(hù)不到位，沖洗過程中產(chǎn)生的灰漿將無法排出，應(yīng)在沖洗前采取排污措施。在煙道下方正對吹灰器的位置左、右各裝設(shè)一根DN250的排灰管，并安裝閥門，同時在煙道靠近底面處開設(shè)門孔，用于在沖洗過程中監(jiān)視煙道中的積灰和排污情況。

5.2.2切換管路閥門至合適位置

關(guān)閉高壓水管路中通往#1機(jī)組的閥門，打開通往#2機(jī)組的閥門和通往#2機(jī)A側(cè)的閥門，關(guān)閉通往#2機(jī)B側(cè)的閥門關(guān)閉。還要關(guān)閉A側(cè)底部蒸汽進(jìn)口管道上的閥門，防止高壓水沖洗時將蒸汽帶入。

5.2.3啟動高壓水泵

高壓水泵可遠(yuǎn)方或就地操作，以下僅以就地操作為例。在就地控制柜上啟動高壓水泵(#1和#2機(jī)組共用一臺高壓水泵)，就地控制柜帶有邏輯控制功能，在程控作用下，水泵啟動40-60S后氣動卸荷閥自動關(guān)閉，然后人工調(diào)節(jié)帶有紅色手柄的調(diào)壓閥，將水泵緩慢升壓至20MPa。

5.2.4啟動吹灰器高壓水在線吹掃

吹灰器可遠(yuǎn)方或就地操作，以下僅以就地操作為例。

在吹灰器就地控制箱上將密封風(fēng)機(jī)停止，選擇“高壓水在線吹掃”并啟動，就地控制箱柜帶有邏輯控制功能，在程控作用下，吹灰器先連續(xù)前進(jìn)至*前端，然后按步退10mm停留52s(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一圈)的方式循環(huán)吹掃，直至退到*后端執(zhí)行完一個吹掃流程。一個吹掃流程的用時約82.5min。

5.2.5停止高壓水泵

在就地控制柜上停止高壓水泵，在程控作用下，氣動卸荷閥先打開，延時120s后電機(jī)停止。

5.2.6恢復(fù)管路閥門至合適位置

關(guān)閉高壓水管路中通往#2機(jī)組的閥門和通往A側(cè)空預(yù)器的閥門。打開底部吹灰器蒸汽進(jìn)口管道上的閥門，接通蒸汽吹灰通道。

5.2.7關(guān)閉煙道排污系統(tǒng)的閥門

5.2.8重復(fù)上述流程，對B側(cè)空預(yù)器進(jìn)行沖洗。

5.3注意事項：

5.3.1為確保高壓水在線沖洗不對機(jī)組產(chǎn)生有害影響，可先短時間地進(jìn)行試驗性沖洗，在檢查機(jī)組運行情況正常后，再逐步延長試驗時間。

5.3.2在沖洗中及沖洗后，觀察空預(yù)器驅(qū)動電機(jī)電流、空預(yù)器阻力、排煙溫度、煙道排污情況及除塵器運行是否正常。觀察和記錄高壓水沖洗時間、壓力、空預(yù)器在沖洗前后機(jī)組負(fù)荷、煙氣和空氣側(cè)差壓、送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)電流、爐膛壓力、熱風(fēng)和排煙溫度等參數(shù)。

5.3.3排煙溫度低于120℃，應(yīng)該及時調(diào)整沖洗側(cè)煙氣流量，提高煙溫，若持續(xù)下降至110℃，則應(yīng)停止在線水沖洗。

5.3.4一般情況下應(yīng)進(jìn)行多次沖洗，即使在觀察到空預(yù)器阻力不再持續(xù)下降時，仍需再沖洗一到兩次。換熱元件沖洗得越干凈，下次沖洗的周期越長。

5.3.5每次吹掃結(jié)束或中斷后，應(yīng)在就地控制箱上將密封風(fēng)機(jī)啟動，以保護(hù)噴嘴不被堵塞。

5.3.6沖洗時注意監(jiān)視水泵進(jìn)口過濾器壓差(進(jìn)、出口有壓力表)，當(dāng)進(jìn)水壓力小于3bar時，應(yīng)停泵清洗濾網(wǎng)，以免吸水不暢引起泵的異常震動。

5.3.7若是在冬季沖洗，在沖洗結(jié)束后需將管道中的積水排放干凈，防止將管道凍壞。

5.3.8在沖洗過程中檢修人員隨時疏通空預(yù)器底部疏水排灰管，防止堵塞。

5.3.9空預(yù)器沖洗過程中底部裝設(shè)圍欄，無關(guān)人員禁止靠近，防止底部疏水排灰時傷人。

5.3.10高處作業(yè)使用腳手架應(yīng)驗收合格，作業(yè)人員必須使用**帶。

6.結(jié)語

實踐經(jīng)驗表明，為了避免空預(yù)器堵塞，頻繁停機(jī)沖洗這一難題，進(jìn)行空預(yù)器升溫、空預(yù)器在線水沖洗技術(shù)是可行的。上述措施都有一定的通用性，但必須盡心策劃，認(rèn)真組織，加強(qiáng)對過程中的參數(shù)的監(jiān)控，就能保證機(jī)組的運行**。