李衍平

(華電國(guó)際萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271100)

330 MW SCR脫硝機(jī)組空氣預(yù)熱器堵塞原因分析與對(duì)策

李衍平

(華電國(guó)際萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271100)

隨著鍋爐頻繁啟停和脫硝系統(tǒng)的影響，空氣預(yù)熱器的工作環(huán)境更加惡劣，出現(xiàn)蓄熱片結(jié)垢堵塞情況。針對(duì)上述情況，根據(jù)空氣預(yù)熱器運(yùn)行情況，分析故障原因，提出了整改預(yù)防措施，保證了鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

空氣預(yù)熱器；堵塞；蓄熱片；排煙溫度；差壓

1 設(shè)備概況

某廠1期工程裝設(shè)2臺(tái)330 MW燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)鍋爐配套2臺(tái)由上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的2-29VI(T)三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。額定負(fù)荷下，空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)差壓設(shè)計(jì)值為1.5 kPa。

2 空氣預(yù)熱器運(yùn)行情況

2012年，華電國(guó)際萊城發(fā)電廠2臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行后，空氣預(yù)熱器的蓄熱片就出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。機(jī)組檢修開(kāi)機(jī)后約1年，空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)差壓開(kāi)始緩慢上升，差壓最高達(dá)到3.4 kPa?？諝忸A(yù)熱器差壓升高后，鍋爐排煙溫度隨之升高，空氣預(yù)熱器出口一、二次風(fēng)溫度降低，進(jìn)而引起送、引風(fēng)機(jī)電耗增加，機(jī)組帶負(fù)荷困難，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

1號(hào)鍋爐空氣預(yù)熱器的蓄熱片發(fā)生嚴(yán)重堵塞，進(jìn)行停機(jī)檢修，發(fā)現(xiàn)空氣預(yù)熱器堵塞情況非常嚴(yán)重(見(jiàn)圖1、圖2)。查看解包后的中間層蓄熱元件片(見(jiàn)圖3)，空氣預(yù)熱器下部距冷端210 mm高度范圍內(nèi)結(jié)垢，經(jīng)檢查為飛灰粘連，只有用鋼絲刷才能去除干凈，其余部位為積灰所致，用壓縮空氣即可吹凈。基于這些情況，判斷空氣預(yù)熱器蓄熱元件結(jié)垢層為冷端350 mm，冷端蓄熱元件總高度為350 mm，中間層底部靠近冷端側(cè)高度為200 mm，可判斷是底部冷端的結(jié)垢引起了上部蓄熱片積灰。

3 空氣預(yù)熱器堵塞原因分析

a.頻繁開(kāi)停機(jī)

圖1 空氣預(yù)熱器冷端蓄熱元件

圖2 中間層蓄熱元件

圖3 解包后的中間層蓄熱元件

由于開(kāi)停機(jī)比較頻繁，鍋爐排煙溫度較低[1]，使得煙氣中少量硫酸蒸汽與煙氣中的水蒸氣產(chǎn)生低溫腐蝕，并附著在低溫段空氣預(yù)熱器，從而導(dǎo)致鍋爐的飛灰附著在蓄熱片上。在鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火升溫升壓過(guò)程中，爐膛溫度處于較低水平，煙氣中存在很多未完全燃燒的煤粉顆粒，為避免未完全燃燒的煤粉顆粒積聚在空氣預(yù)熱器的蓄熱片上，空氣預(yù)熱器的輔汽蒸汽吹掃必須連續(xù)投入，過(guò)低的排煙溫度會(huì)使煙氣中的較冷水蒸氣與吹灰蒸汽在空氣預(yù)熱器底端凝結(jié)，產(chǎn)生飛灰粘連，使空氣預(yù)熱器堵灰更加嚴(yán)重。

b.入爐煤硫分高

由于進(jìn)煤渠道不同，煤質(zhì)存在差異。入爐煤硫分含量越高，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器冷端積聚的硫化物酸露點(diǎn)越高，當(dāng)空氣預(yù)熱器的排煙溫度小于該酸露點(diǎn)時(shí)，在空氣預(yù)熱器的冷端就會(huì)發(fā)生蓄熱片的積灰或發(fā)生低溫腐蝕。

c.外界環(huán)境溫度低

冬季時(shí)，由于外界溫度低，一、二次風(fēng)經(jīng)過(guò)暖風(fēng)器加熱或熱風(fēng)再循環(huán)加熱的情況下，排煙溫度仍然達(dá)不到最低酸露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣預(yù)熱器冷端就會(huì)出現(xiàn)低溫腐蝕進(jìn)而發(fā)生堵灰。

d.脫硝系統(tǒng)的氨逃逸

由于受環(huán)保要求，脫硝噴氨系統(tǒng)需要盡早投入運(yùn)行，逃逸的氨氣與煙氣中的三氧化硫容易在空氣預(yù)熱器的冷端蓄熱片處發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生硫酸氫銨。在環(huán)境溫度、機(jī)組負(fù)荷均較低的情況下，脫硝入口的煙氣溫度也比較低，達(dá)不到催化劑的活性溫度，使催化劑的活性大大下降，為保證脫硝出口煙氣NOx含量不超標(biāo)，噴氨量大幅增加，氨逃逸率增加，生成大量的硫酸氫銨。在環(huán)境溫度較低時(shí)，鍋爐的排煙溫度也較低，硫酸氫銨就在空氣預(yù)熱器冷端凝結(jié)并附著進(jìn)而產(chǎn)生堵灰。

e.鍋爐熱風(fēng)再循環(huán)系統(tǒng)的投入時(shí)間[2]

目前，機(jī)組的熱風(fēng)再循環(huán)系統(tǒng)是由空氣預(yù)熱器二次風(fēng)熱風(fēng)出口引至送風(fēng)機(jī)入口，實(shí)際運(yùn)行中的空氣預(yù)熱器本身存在漏風(fēng)，使得二次熱風(fēng)攜帶了一定數(shù)量的飛灰，在排煙溫度較低時(shí)，空氣預(yù)熱器冷端區(qū)域就會(huì)發(fā)生飛灰粘連。

f.省煤器的鎖氣器故障

若省煤器的鎖氣器落灰不暢，造成大顆粒飛灰來(lái)不及排掉，進(jìn)入空氣預(yù)熱器導(dǎo)致空氣預(yù)熱器發(fā)生堵塞。

g.清洗工作不到位

鍋爐檢修時(shí)，采用高壓水沖洗空氣預(yù)熱器的蓄熱元件，沒(méi)有對(duì)蓄熱片解包清理，空氣預(yù)熱器蓄熱元件的中間部位得不到?jīng)_洗，造成開(kāi)機(jī)后空氣預(yù)熱器差壓偏高。

4 預(yù)防措施

a.在鍋爐點(diǎn)火初期，燃料上煤時(shí)控制入爐煤硫分含量在1%以下。隨著機(jī)組負(fù)荷升高，控制入爐煤的硫分含量在1.4%左右，使煙氣中硫化物的生成量大幅減少，從而減少了硫酸氫銨生成量。

b.將鍋爐排煙溫度最低值設(shè)定為110 ℃，空氣預(yù)熱器的冷端平均溫度不低于80 ℃。冬季環(huán)境溫度低，在排煙溫度低時(shí)，應(yīng)設(shè)置暖風(fēng)器，并且保證暖風(fēng)器的連續(xù)可靠運(yùn)行。

c.在機(jī)組負(fù)荷低于200 MW、排煙溫度低于110 ℃、環(huán)境溫度低于0 ℃時(shí)，勿投入空氣預(yù)熱器的蒸汽吹灰。應(yīng)在鍋爐排煙溫度大于110 ℃時(shí)進(jìn)行吹灰，避免蒸汽凝結(jié)成水，從而加重空氣預(yù)熱器冷端部件的結(jié)垢。

d.開(kāi)機(jī)時(shí)，盡早投入鍋爐暖風(fēng)器來(lái)提高二次風(fēng)溫，以提高鍋爐排煙溫度，如果暖風(fēng)器調(diào)閥已經(jīng)全開(kāi)，仍不能滿足排煙溫度要求，應(yīng)及時(shí)投入熱風(fēng)再循環(huán)系統(tǒng)來(lái)提高排煙溫度。

e.當(dāng)空氣預(yù)熱器差壓過(guò)高時(shí)，就地檢查空氣預(yù)熱器的吹灰器是否正常工作。必要時(shí)提高空氣預(yù)熱器吹灰壓力至1.4 MPa，保證有足夠的壓力來(lái)清除空氣預(yù)熱器的積灰結(jié)垢。

f.檢查氮氧化物是否超標(biāo)，盡量靠高值運(yùn)行，降低鍋爐的噴氨量，減少氨逃逸量，降低反應(yīng)物的生成量。

g.對(duì)省煤器鎖氣器全面檢查，保證工作正常、卸灰正常[3]。

h.加強(qiáng)暖風(fēng)器與熱風(fēng)再循環(huán)系統(tǒng)的維護(hù)工作，保證在鍋爐開(kāi)機(jī)時(shí)或環(huán)境溫度低時(shí)能夠及時(shí)投入。如果暖風(fēng)器加熱量不夠，應(yīng)提高供汽壓力，增加暖風(fēng)器的加熱汽量，保證暖風(fēng)器的加熱作用，提高鍋爐排煙溫度。

i.檢修時(shí)，把熱端空氣預(yù)熱器的蓄熱元件全部抽出進(jìn)行水沖洗。對(duì)冷端的鍍搪瓷部分元件進(jìn)行高壓水沖洗，空氣預(yù)熱器蓄熱元件的沖洗效果明顯，使空氣預(yù)熱器滿負(fù)荷時(shí)煙氣差壓小于1.5 kPa。

圖4 空氣預(yù)熱器聲波吹灰器安裝位置

j.在空氣預(yù)熱器熱端和二次風(fēng)端加裝聲波吹灰器，通過(guò)壓縮空氣產(chǎn)生100 dB的噪音，達(dá)到清除積灰的目的，如圖4所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

在燃煤鍋爐中，空氣預(yù)熱器低溫腐蝕與堵灰現(xiàn)象是常見(jiàn)問(wèn)題，特別是超低排放后加裝了脫硝系統(tǒng)，由于硫化物和氨逃逸的存在，空氣預(yù)熱器結(jié)垢不可避免。在采取防止堵灰和低溫腐蝕措施后，空氣預(yù)熱器差壓降低明顯，雖然增加了工作量，但保證了鍋爐安全運(yùn)行，降低了送引風(fēng)機(jī)耗電量，對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性具有較大意義。

[1] 張向群,曾 光,宋振宇.UG-670/13.7-M2型鍋爐啟動(dòng)試運(yùn)難點(diǎn)分析[J]. 東北電力技術(shù),2009,30(8):4-5.

[2] 張晉育,李 超,李留強(qiáng).某城市電廠200 MW機(jī)組煙氣脫硝項(xiàng)目分析[J].東北電力技術(shù), 2013,34(8):22-25.

[3] 鄔東立，王 潔，張國(guó)鑫.660 MW SCR脫硝機(jī)組空氣預(yù)熱器堵塞原因分析及對(duì)策[J].浙江電力，2014,33(3)：46-47.

Analysis and Countermeasures on Air Preheater Blockage of 330 MW SCR Denitration Unit

LI Yanping

(China Huadian Laicheng Power Plant,Laiwu,Shandong 271100,China)

With boiler starting and stopping frequently and influence of denitrification system, working condition of air preheater becomes worse then scaling and clogging phenomenon happens. According to operating conditions of air preheater, the fault causes is analyzed, protective measure to rectify and reform are presented which ensure safety and economical operation.

air heater；blocking；heat storge sheet；exhaust gas temperature；differential pressure

X773;TM621

A

1004-7913(2017)02-0044-03

李衍平(1979)，男，學(xué)士，工程師，從事火力發(fā)電廠集控運(yùn)行工作。

2016-09-27)