某发电厂600MW燃煤机组空预器堵塞分析与防治

某发电厂600MW燃煤机组空预器堵塞分析与防治

沈小兵

国能粤电台山发电有限公司 广东 台山 529228

摘要：随着国家节能减排工作的不断深入，燃煤锅炉均已安装脱硝装置，脱硝运行中必然发生氨逃逸现象，在空预器中形成硫酸氢铵，造成空预器堵塞，严重影响机组的安全稳定运行。本文对某发电有限公司5号锅炉空预器堵塞从现象到原因进行了详细剖析，提出了防治措施。

关键词：燃煤锅炉、空预器堵塞、原因、防治措施

1概述

某电厂5号600MW燃煤机组锅炉在运行过程中出现以下现象：炉膛负压波动大，曾周期性摆动；空预器烟风侧阻力增大；排烟温度升高；送风机、一次风机电流增大。经过分析，造成此现象的原因为空预器堵塞。本文就空预器的堵塞原因进行了详细分析，并提出了相关防治措施。

2 试验结果

    对5号锅炉空预器堵塞部分分别取6份样品进行分析，样品编号为1-6。

2.1表面宏观分析

现场检查空预器堵塞部分如图1所示，由图可以看出堵塞部分表面均已发生腐蚀和损坏，外表呈棕色或褐色，部分区域已破碎，局部存在积垢（积灰）。

图1 现场空预器堵塞部分情况

2.2表面SEM和EDS分析

对1到6号样品采用配有能谱仪的扫描电子显微镜EVO18进行扫描电镜分析。表面形貌和能谱分析结果如下图2所示，结果表明，样品表面均附着产物和氧化物，产物中含有有S、Cl、N元素。

表1 图示所选区域元素含量

3结果分析

结合样品表面的能谱分析结果，试样表面存在S、N元素，加之表面附着物粘硬等特点，判断堵塞主要为低温腐蚀内部堵灰和脱硝反应后氨逃逸衍生物造成。

3.1 低温腐蚀内部堵灰

燃烧过程中燃料中的大部分硫都转变为二氧化硫，但仍有 1~5% 的硫转变为三氧化硫。烟气中三氧化硫的含量取决于许多因素，如燃料中硫的含量、燃烧时的过量空气系数以及是否存在对形成三氧化硫起催化作用的沉积物等。三氧化硫与烟气中的水蒸汽反应，在换热元件表面形成一层硫酸膜从而腐蚀碳钢换热元件。能在换热元件表面上形成一层连续的硫酸膜的最高温度称为烟气的“酸露点”。当换热元件壁温低于露点温度时，硫酸蒸汽就会凝结在壁面上腐蚀换热元件，并不断粘结飞灰，堵塞通道，降低换热元件换热效率和使用寿命，影响空预器的安全经济运行。当换热元件壁温低于露点温度时，酸液凝结量随壁温的降低而不断增加，换热元件的腐蚀速度也不断加速。通常最大腐蚀率的壁温约比露点温度低 20 ∼45 ℃。

一般情况下，硫酸低温腐蚀主要发生在空气预热器冷端。吹灰疏水不畅等因素可能导致蒸汽带水，促使燃煤燃烧产生的烟气中的SO3与水（或者水蒸汽）结合生成硫酸，附着于蓄热元件表面，从而形成了硫酸低温腐蚀。

3.2 脱硝反应氨逃逸造成

硫酸氢铵在高温处于气态，在低温时变为固态，但在中间温度时（150至200℃高含尘 )处于液态。液态的硫酸氢铵有粘性，很容易黏附在空预器的换热元件上，造成空预器换热元件堵塞。

4 结论

综合以上分析并结合空气预热器的设计原理、运行工况、现场检查情况、来样状况及试验结果可知，该预热器蓄热波浪板在运行过程中发生了低温腐蚀堵灰；另外脱硝反应氨逃逸后衍生物硫酸氢铵在中间温度黏附换热元件堵塞。

5 建议

5.1 控制燃煤中的硫含量，避免燃煤中硫含量过高和产生大的波动。

5.2 严格执行各项吹灰参数，避免过度吹灰。

5.3 检查空预器吹灰供气管道和疏水管道存水可能性，必要时对管道进行改造，避免空预器吹灰带水。

5.4 避免和减少尾部受热面漏风。漏风会使受热面温度降低，腐蚀加速，特别是空气预热器漏风，漏风处温度大幅下降，导致严重的低温腐蚀。

5.5在非正常工况下，如切换磨煤机、投油枪、快速加减负荷等，应尽可能提前干预喷氨调门控制。

5.6控制锅炉烟温。保证催化剂在正常工作温度内，最大程度保持其活性。

参考文献:

【1】张树利,董务明，姚舜，锅炉空气预热器堵灰原因及对策[J]发电设备2014.28(5):359-363.

【2】邬东立·王洁,张国鑫等.660MW SCR 脱硝机组空预器堵塞原因分析及对策[J].浙江电力2014.(3):46-50.

【3】张树利,董务明.加脱销装置的空预器堵灰原因分析及对策[J].热电技术,2014.1211):12-16.

【4】马双忱,郭蒙,宋卉卉,等.SCR工艺中硫酸氢铵形成机制及影响因素[C].发电企业节能减排技术论坛,2013.

【5】黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整中国电力出版社2003.3.

【6】候斌等.电站锅炉对流受热面积灰状态的在线检测中国电力2002年第3期.