浅析火电厂空气预热器堵塞原因及应对措施

浅析火电厂空气预热器堵塞原因及应对措施

周成

芜湖发电有限责任公司 安徽省芜湖市 241000

摘要：目前我国的发电形式大部分上都是火力发电，火力发电过程中所使用到的煤炭在排放的过程中会排放大量的废气，但随着我国节能减排的工作不断的深入，对于火电厂的在发电过程中所排放的废气有了新的要求，并使用有关设备系统对废气进行处理从而达到排放的目的。但此过程中所产生的相关产物会使得电厂的空气预热器发生堵塞，本文就针对空气预热器堵塞的原因以及处理措施方面进行讨论。

关键词：火电厂、空气预热器、堵塞；

1. 引言

近年来我国电力系统的发展与电力网覆盖是非常迅猛的，也正是由于这些覆盖广泛，系统完善的电网才使得我国的每个地方以及地区都能够正常的使用上电并保障人民群众们的用电安全。众所周知的是我国绝大部分的发电是来自于火力发电，而火力发电就得需要燃烧煤炭，大量的火力发电厂在发电的同时其燃烧的煤炭所排放出的一些废弃对于环境的污染也是非常严重的。对此我国出台了一系列的政策来要求电厂所排放的废气达到所规定的要求，必须能够满足燃煤电厂总排放出口的氮氧化物的浓度低于50mg/m3 ，对此我国的有关火电厂都采用了在空预器入口处安装SCR的方式来对废气进行处理，但在处理的过程中往往会有着氨气的逸散以及反应的不完全，氨气在进入空预器以后会发生有关反应后所生成的产物会使得空预器发生堵塞从而影响引风机的出力，这就限制了锅炉的高峰负荷使得电厂的经济效益出现下滑，所以我们应该针对此现象来对造成堵塞的原因进行分析并提出相对应的措施来解决问题。

2. 空气预热器运行状况及运行中存在的风险

通过上述情况的了解我们知道，火电厂再正常的运行过程中为了最大化的降低所排放废气中的氮氧化物而使用了安装SCR的方式来对废气进行处理，这个处理的过程中的有关生产物会让空气预热器发生堵塞，而空气预热器在正常运行的情况下发生了堵塞又会有着哪些风险呢？我们接下来对其进行一些简单的讨论。(1)正常运行的过程中空气预热器有着局部堵灰的情况发生，而堵塞的部分在回传的过程中会造成一次风压、二次风压以及锅炉内炉膛负压的周期性波动，这些波动会使得炉内的压力不稳定进而使其安全性受到威胁。(2)风压的波动会使得制粉系统也受到波动使其不稳地对制粉系统的安全运行造成影响。(3)如果发了堵塞，那么空气预热器的压力差就会得到升高，压力的升高让烟气的阻力增大，阻力一旦增大就让引风机的电耗上升，严重的时候会使其失速。(4)有时多数的风机会有着抢风情况发生，比如引风机、一次风机以及送风机，这些风机发生抢风的情况以后对风机的本体损害较大。(5)一旦空气预热器发生了堵塞，那么其电流量就会逐渐上升，能量的消耗较大对机器的损害较大。同时也会使得排烟的温度过高，锅炉的使用效率也会随之下降。

3. 空气预热器堵塞机理分析

既然说到了空气预热器在正常运行的过程中有着堵塞的情况出现，那么接下来就针对造成堵塞的一些原因进行分析，通过分析说明来了解一下为什么会有着空气预热器堵塞的情况发生。

3.1 氨逃逸与硫酸氢铵堵塞成分

为了能够达到国家要求的废气排放标准，电厂就在空预器的入口处对烟气、废气进行了脱硝的处理，但是在这个过程中需要进行的大量的喷氨，这对于对喷氨量的掌控是非常的严格的，而电厂对这个喷氨量的多少是很难掌控的这就造成了喷氨过程中会有氨气逸散出去，逃逸出去的脱硝氨气会与烟气中的三氧化硫反应生成的液态硫酸氢铵(ABS)因其有着非常强的黏着性会非常容易冷凝沉结在空预器的蓄热元件上，在对烟气进行处理的时候烟气中的颗粒物就会被吸附在硫酸氢铵(ADS)上造成空气预热器的堵塞。液态硫酸氢铵除了有着很强黏着性以外，还有着较强的腐蚀性，尤其是对金属有着很强的腐蚀性，所以当硫酸氢氨附着在空预器蓄热器元件上的时候也会对其进行腐蚀破坏。最为严重的时候甚至吸风机和除尘器等下游设备也会发现硫酸氢铵的堆积，这就非常容易影响整个机组的运行安全。

说完了硫酸氢氨的危害以后我们再来了解一下硫酸氢氨生成的主要原因，了解其原因后才能更好的对其进行相关治理。最为主要的两个因素一个是所排放烟气中的三氧化硫含量，另外一个就是氨气逃逸的量。我们先来说一说氨气逃逸这方面，氨气逃逸的多少与其逸散的速率有着很大的关系，总共有着四个方面，第一、所设定的氨气与氮氧化物的摩尔比，第二、温度，第三、氨流量的分布不均匀，第四、有关催化剂的老化与堵塞。造成这些情况出现的主要原因就是反应器的入口管道设计不是那么的合理从而导致一系列的连锁问题出现。针对氨气逸散量的问题我们可以使用专门用来计算流体力学的软件来对相关设计进行一个优化，通过在这个软件里模仿烟气的速度与流量来有针对性的选择相关导流叶片的类型、数量以及安装的位置。使用这样的方式来使得入口处烟气的速度、温度以及浓度都尽可能的趋向于均匀的状态。除此之外还可以对氨气的混合来进行模拟，这样做的目的是为了能够合理的调整喷氨的格栅来使得喷氨的量均匀来减少氨气的逃逸量。在脱硝的过程中氨气的逸散是无法完全制止的，这主要是因为为了提高脱硝的效率对氨气与氮氧化物摩尔比的控制往往会大于1，脱硝的过程中催化剂会让烟气中的二氧化硫经过催化变为二氧化硫，当摩尔比的数值大于2的时候就会有硫酸氢钠的产生。此外经过科学的研究与证明发现，当氨气的逃逸速率大于2

ppm的时候有硫酸氢铵的形成就已经较多了，大于3ppm的时候就会产生大量的硫酸氢钠使得空预器的运行阻力增加，引风机出力也随着增加。还有就是氨气的体积浓度大于一定值的时候也会使得空预器的阻大幅提升，从不得不进行清灰的处理。

3.2空气预热器堵塞原因

从方便维修以及维护机组正常运行的角度出来，空预器发生堵塞的原因一共有以下几点。(1)减排环保指标执行的不够坚决存在侥幸的心里，经常性的弹性执行导致单日的尿素耗量激增，使得氨气逃逸量也随之增加造成的堵塞。(2)机组处于低负荷运行状态的时候，脱硝入口的烟气温度较低使得催化剂的活性下降，喷氨量的增加，致使空预器的堵塞。(3)空预器的深度吹灰效果不理想，对处于中低温度区域的硫酸氢氨吹扫效果不明显致使的堵塞。(4)电厂所使用的煤炭所含硫的成分过高于其规定的值，增加了锅炉排放烟气的脱出负担。(5)催化剂的使用寿命过于长，其活性过低使得实际脱硝所需要的氨气量增大。

4. 火电厂空气预热器堵塞的应对措施

在对空气预热器的堵塞原因进行了简单的分析以后，为了增加电厂的生产效益以及提高机组的运行效率，故提出一些措施来解决空预器的堵塞。(1)多观察锅炉、机组以及有关设备的运行状态，当发现某一锅炉的预热器差压值超出了所规定的范围，相关人员立即调高左右两侧的排烟温度来减缓硫酸氢氨造成的堵塞。(2)有的机组已经发生了预热器的堵塞，那么此机组尽量避免弹性氮氧化物的弹性排放。(3)经常性的对空预器进行清洗，当空预器停止运行的时候立即进行清洗，冲洗两遍并通风干燥24小时以上。(4)保证氮氧化物的小时均值在合理的范围内并合理的控制喷氨量保持在规定的范围内。(5)可以增加空预器的相关吹灰时间与吹灰的次数来保证其吹灰的效果。(6)对喷氨栅格管道的温度要进行经常性的检查，一旦发现异常的情况，立刻停止机组的运行并对其进行清理，保证氨气与氮氧化物的良好混合。

5. 结语

随着电厂投运时间的增加以及空气预热器的运行时间增加以及国家相关排放标准的提高，空气预热器的堵塞成为了在火力发电厂中非常重要的问题，如果处理不好的话不仅影响到电厂的经济效益还会使得发电量的稳定性受到威胁。由于本人学识有限，文中未能提及的部分还望谅解。

6. 参考文献

[1] 张 林.浅析空预器堵灰的原因及其处理［J].湖州 师范学院学报，2009，31( 2) : 225 － 227．