某300MW燃煤锅炉空气预热器差压高分析与处理

某300MW燃煤锅炉空气预热器差压高分析与处理

赵应红

纳雍电厂

摘要：近年来，随着国家环保力度的加大，根据环保要求，燃煤电厂外排烟尘、SO2和NOx的质量应控制在5、35和50mg/nm3的水平。通过研究、分析和优化，大大降低了空气加热器的堵灰、差压高，提高了设备运行的性价比。

关键词:300 MW;空气预热器;堵塞;差压高

某发电厂3号燃煤锅炉脱硝装置SCR安装后，作为空气预热器的燃煤锅炉经常堵塞，压差增大，导致通风排烟系统多次故障，严重影响机组正常运行。分析调整了运行措施的主要原因，解决了空气预热器污染、堵灰、压差等问题，提高了机组投运后SCR系统的经济效益和社会效益，对同类机组的运行调整具有指导意义。

一、锅炉空气预热器分类

1.板式。空气预热器主要由1.5-4MM板制成。钢板被焊接成矩形的盒子，这些盒子被连接成一组。整个空气预热器由2-4个。烟气流经盒子壳体的外部，空气横向流经盒子壳体的内部。它从盒子底部向上旋转，与烟气相互作用，两次传递能量，使烟气形成回流，实现更有效的热交换。板式空气预热器用钢量大，结构紧凑；目前很少使用易渗漏的焊缝

2.管式类型。管式空气预热器的主要传热元件是薄壁钢管。管式空气预热器以立方体为基础，钢管垂直移位，两侧焊接在上下管道上。管式空气预热器在管箱中有一个中间管板。烟通过管道通过加热器，空气层通过预热器。管式空气预热器密封性能好，散热率高，制造加工方便，广泛应用于电厂锅炉和工业锅炉。管式空气加热器具有体积大、钢管易堵灰、清洗困难、烟气入口易磨损等缺点。

3.回转式型。空气预热器中最常见的再生式，它使用烟气和空气交替加热通过金属加热表面的空气。回转式按其运动方式可分为受热面和风罩转动。锅炉的两个空气预热器为三个分仓受热面的旋转式。回转式空气预热器由圆柱形转子、固定圆柱形壳体和传动装置组成。

二、基本原理及现状

循环锅炉机组由 HG-1025/17.3-WM18组成，采用W火焰自然循环煤锅炉。在原有设备的基础上，将装置改造为超低排放装置，并增加了一套SCR脱硝系统。采用选择性催化还原法。还原剂产生液氨以产生氨。催化剂必须由位于“3+1”中的蜂窝式。空气预热器采用回转式三分仓，脱硝系统在标准运行条件下可满足机组在各种工况下的自动运行要求，机组脱盐效率超过80%，NH3低于0.025mg/l，SO2低于1%。

1.原理。通过化学还原，烟气中的氮氧通常由95%的NO和5%的NO2组成。主要化学反应：

(1)

(2)

然而，在实践中，当温度超过450℃时，脱硝系统会加速催化剂的老化，降低化学反应效率。副反应在300℃左右发生，生成NH4HSO4，最重要的化学反应形式有：

(3)

(4)

式(3)、式(4)化学反应产生的高粘度NH4HSO4容易与空气预热器催化剂和换热器元件结合，导致换热器表面粗糙、灰堵塞以及换热器元件与烟气和烟气管道之间的传热恶化。

2.启动状态。通过改变SCR 3号机组烟气工况长期运行方式，发现空气预热器集热管冷端经常发生低温腐蚀和堵塞，受热面腐蚀，使用寿命缩短。空气加热器的插头增加了空气加热器的压差和出口，导致空气加热器增加。特别是B机组大负荷大气加热器超过2.6kpa，严重影响锅炉的经济性、安全性和稳定运行。

三、原因分析

通过对相关数据的分析，可以总结出操作人员的长期工作经验。主要原因：

1.正常运行时，操作人员应增加喷氨入量，以控制硝基甲苯的NOx含量和脱硝效率。但由于调整不当，氨喷格栅较长，加剧了管道磨损，直接影响混合反应效果，导致氨排放量增加。NH4-HSO4的副反应严重加剧了换热器和堵灰腐蚀，导致空气预热阻力增大。

2.除灰器采用声波吹灰器。气源表中使用的压缩机具有压力不稳定、周期性烟气和气泡效应，很容易在催化剂周围和表面产生烟尘，进而影响反应效率。SCR改造时采用高灰分段布置，也就是说，当大量烟气流经省燃煤电厂进入炉膛时，脱硝烟道入口迅速向上旋转，使烟气颗粒沉积在旋转部分。随着SCR系统与空气预热器热端压差的增大，空气预热器漏风强度增大，空气回火天然气减少了燃烧气体，加剧了低温腐蚀。此外，随着空气预热器内烟气压差的增大，容易导致风机“失速”，导致炉膛真空波动较大。如图1所示，“失速”装置和炉内负压有变化的趋势。

图1炉膛负压波动实时曲线

四、解决对策

1.加强煤源管理，确保煤满足机组的混合需求，确保一定量的高热、高挥发分煤进入炉，减少产品不完全燃烧的产生。

2.为了保证吹灰的进汽压力正常，在锅炉受热面DCS系统中增加了吹灰顺序控制逻辑。改善积灰堵塞的影响，防止粉尘积聚在预热器的热元件上。吹灰优化的实施在一定程度上避免了空气预热器频繁吹灰启停和遗漏吹灰情况，大大提高了吹灰效率。

3.加强调整工作方式，将空气加热器冷端排气温度提高到170℃，NH4HSO4由固态变为液态或气态。操作：排气温度升至170℃并稳定后，连续吹灰，采用的事蒸汽吹灰，蒸汽压力不超1.4MPa，预计时间为8小时。在吹灰过程中，观察并记录了空气加热器排气侧压力、侧风压、排烟温度等的变化。

4.手动调节SCR装置各喷氨支管的氨流量，优化氨，使NOx和NH3出口分布更加均匀，提高SCR装置的可用性。通过对操作器的测试，喷嘴控制阀可以手动调节到一定程度，以降低氨气的流入和排出速度。

5.运行和监测期间的强度参数设置。如果空气预热器的压差增大，寻找合适的负荷位置稳定负荷约240mw。调整两侧风机出口时，空预器排烟温度最高180℃，空预器热解时最高控制在170℃，否则要跳闸空预器，NH4HSO4将由固态变为液态或气态。NH4HSO4采用空气预热方式，消除空气预热器堵塞，降低空气预热器压差。

五、优化效果

通过一系列措施发现，3号SCR装置NOx分布的不均匀性（如表1所示）得到明显改善，消除了局部氨逃逸峰值，降低了逃逸率。

表1 3号炉优化前SCＲ出口NOx测量数据

同时，大大减少了空气预热器的堵灰次数，有效地控制了空气预热器的压差。空气预热器压差从满负荷时的2.6kpa以上降至2.2kpa，大大降低了系统阻力和风机单向流量。风机、送风机能耗降低0.13%，烟气温度降低3℃，可降低煤耗0.911克/千瓦时；设计年产量1700gwh，节约标准煤1548.7t，具有显著的经济效益和环境效益。

上述运行调节措施实施后，3号机组预热器灰分显著降低，系统阻力显著降低，引、送风机能耗也降低。提高了机组的经济效益和生态效益，可为同类机组的运行调节提供参考

参考文献：

［1］李恒．660 MW机组空预器节能及防堵改造研究［D］．北京:华北电力大学，2019．

［2］陈健．乐电3号、4号炉空预器严重堵灰处理方法［J］．科技风，2019(22):55－55．

［3］王忱．ABSHS空预器加热防堵系统改造研究［J］．沈阳工程学院学报(自然科学版)，2019，14(4):314－317．

［4］邓志．SCＲ脱硝过程中硫酸氢铵的形成机理与调控［D］．北京:华北电力大学，2019．

［5］葛赫．SCＲ脱硝对空预器堵塞的影响及控制措施［J］．科技资讯，2019，16(23):115－116．

［6］张妍．空气预热器堵塞原因及预防措施［J］．科技创新与应用，2019(27):130－130．

［7］李杰．空气预热器堵塞处理措施［J］．中国资源综合利用，2019，36(3):96－98．