浅析超低排放改造后空预器堵塞及在线冲洗方案

潘建东

摘要：超低排放改造后，空预器堵塞问题非常普遍，本文针对一起空预器堵塞问题进行原因分析并提出预防措施及在线清洗方案

关键词：脱硝；催化剂；空预器堵塞；在线清洗

0引言

由于国家对环保要求的提高，各电厂近几年均对燃煤机组进行了超低排放改造，为保证氮氧化物不超标，在变工况运行时存在过量喷氨想象，长时间后烟气侧就会形成硫酸氢铵粘结物附着在空预器表面，造成空预器堵灰、腐蚀、甚至影响整个锅炉的安全经济运行。某电厂超低排放改造后，机组运行3个月来空预器差压逐渐增大发生了堵灰现象，导致锅炉引风机因空预器差压大发生失速现象。本文就其中原因做出简要分析，提出几点预防措施及空预器在线清洗方案以供参考。

1锅炉设备概况及超低排放改造情况

1.1锅炉设备概况

该公司的锅炉选用哈尔滨锅炉厂有限责任公司自主设计和制造的超临界燃煤锅炉（HG-2115/25.4-YM12），锅炉为超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、前后墙对冲燃烧、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Ⅱ型布置。锅炉制粉系统为正压直吹式系统，采用低NOX轴向旋流燃烧器，空预器采用三分仓回转式空气预热器。

1.2超低排放改造情况

超低排放改造在NOX方面进行了低氮燃烧器改造、脱硝催化剂增加备用层（3层）。

2空预器堵灰情况及原因

2.1空预器堵灰情况

机组于2015年12.24日超低排放改造后启机，随着机组连续运行，空预器差压不断升高，01.23-02.01、02.29-03.03期间上涨速度较快，03.03日锅炉引风机因空预器差压大发生失速现象，以下为440MW、500MW负荷段空预器参数对比表。

2.2空预器堵灰原因分析

2.21烟气中S03含量增大

本次锅炉超低排放改造，脱硝催化剂增加备用层（3层）。V205（催化剂）含量越高，脱硝效率越高，SO2向SO3的转换率也会越高，烟气中SO2向SO3的转化率增加，烟气酸露点温度随之升高，空预器的腐蚀和堵灰风险就越大。

2.22氨逃逸超标

烟气中未反应的氨与烟气中的SO3及水蒸气反应生成硫酸氢氨，硫酸氢氨沉积温度150℃-230℃，具有腐蚀性与粘性性，易沉积在空预器冷段并吸收烟气中的飞灰物，在空预器低温段产生低温腐蚀与积灰，加剧空预器堵灰现象。

2.23空预器冷端综合温度低（空预器排烟温度与冷风温度之和）

冷端综合温度低，易导致空预器低温腐蚀与积灰，原理同2.2，该温度应大于148℃，冬天环境温度低，当机组负荷不高时，我厂冷端综合温度基本达不到该要求。

2.4煤种中氮、硫含量大

煤种中的氮含量大，易导致烟气中的NOX增大，喷氨量大，产生氨逃逸；硫含量大产生更多的S03，两者反应生产更多的硫酸氢氨，加剧空预器堵塞，01.23～02.01期间及02.25～03.02期间空预器差压上涨速度较快，03.03日引风机失速。查看配煤通知，1.25-1.29配合做机组环保超低排放改造监测试验，期间均上高硫煤種；02.26-03.02配合做机组低氮燃烧器改造后热态试验，期间均上高硫煤种；本文分析该原因为本次空预器堵塞的主要原因。

2.5设备缺陷

声波吹灰器缺陷（1.18-03.08共47条），大都是堵塞或电源跳闸，影响声波吹灰器正常运行，催化剂表面脏污积灰，增加烟道阻力，且未能与氨气完成反应，增加氨逃逸率。

省煤器输灰系统缺陷（启机至03.08共60条），导致无法正常下灰及输灰，灰进入脱硝区域及积在空预器。氨逃逸测点一直未处理好，无法正常监视氨是否过剩。空预器吹灰缺陷，导致空预器无法正常吹灰，未能及时清除积灰。

3空预器在线冲洗方案介绍

1）清洗设备所配置的喷头为直喷、前冲式，高压水泵为额定压力80MPa，额定流量为70L/min。在实际冲洗过程中，控制水泵出口冲洗压力≤45MPa，喷口压力≤38MPa，冲洗流量≤35 L/min。

2）架设冲洗设备在空预器冷端烟气侧，#3炉空预器内部安装冲洗车轨道，冲洗车从空预器后侧专用冲洗门进入；

3）为防止冲洗过程中造成空预器传热元件损坏，在正式冲洗前进行试冲洗，试冲洗压力由低到高，冲洗流量≤35 L/min。

4）试冲洗压力初步设定为20MPa，沿空预器冷端外侧进行冲洗，连续60分钟后冲洗车向前移动25mm，再连续60分钟后停止冲洗。在空预器冷端烟气侧人孔门检查传热元件是否发生冲裂，偏斜和破损现象。若未发现异常，按上次冲洗方式，提高冲洗压力5MPa/次，直至冲洗泵出口压力达40MPa以上；

5）正常冲洗时，高压水冲洗压力控制在45MPa，由内往外由电机带动自动清洗，通过变频控制速度，并观察冲洗后的空预器压差变化，适当调整各步的冲洗时间，直至步退至空预器最外侧，完成一次冲洗流程。

6）第一次冲洗流程结束后，根据冲洗后的空预器烟气侧差压变化情况，再确定是否进行第二次冲洗。

7）空预器冲洗后的最终目标值，在锅炉负荷670MW工况下，空预器正常运行状态后，烟气侧阻力2.0KPa。

4防止空预器堵灰的措施和建议

4.1控制氨逃逸

尽量提高底层制粉系统出力，减少上层制粉系统出力；控制煤粉细度在规定范围内，定期进行化验；按热工院试验结果进行配风及调整，减少脱硝入口NOX；加强脱硝参数监视，加强喷氨调门调节，每天对比喷氨量等数据，避免过量喷氨；加强声波吹灰器检查及压缩空气疏水，引风机启动后及时投入声波吹灰器与稀释风机，避免催化剂表面积灰及氨气喷嘴堵塞；避免长期低负荷运行，烟气温度低，影响脱硝效率；停机时对各氨气喷嘴进行检查，避免喷氨不均。

4.2加强配煤掺烧

降低氮、硫含量，减少NOX与SO3的生产。

4.3提高冷端综合温度

冬天时环境温度低且负荷低，导致冷端综合温度偏低，我厂有设计热风再循环，可考虑冬天时投入运行。

4.4加强检查与监视

脱硝声波吹灰器、省煤器输灰系统、空预器吹灰器系统加强检查，发现缺陷及时跟踪检修处理好；空预器吹灰前确保疏水干净，温度、压力满足要求；

加强SCR喷氨量、氨逃逸、NOX、风机电流、空预器电流和空预器差压等参数的运行监视工作。发现空预器差压开始上涨时，提高空预器吹灰压力及吹灰频率；仍上涨时可考虑单侧提高排烟温度方案（上涨120H内此方法还是有效的），堵塞严重时及时采取在线高压水冲洗方案。

4.5建议

调试热风再循环，冷端综合温度低时进行使用；空预器进行防腐改造，空预器低温段采用搪瓷表面传热原件，隔断腐蚀物与金属接触，易于清洗；对原设计空预器高压冲洗水泵进行调试或改造；进行喷氨优化试验，保证喷氨的均匀性。