馬健國

【摘 要】新標(biāo)準(zhǔn)的出臺也為燃煤鍋爐空預(yù)器的發(fā)展帶來挑戰(zhàn)，本文分析空預(yù)器的運(yùn)行狀況及其堵塞的原因，也總結(jié)了空預(yù)器的堵塞時(shí)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象以及潛在危險(xiǎn)。分析問題后對如何減少空預(yù)機(jī)的堵塞問題做了簡單贅述，希望歸納的措施可以為其他研究者提供新的思路。

【關(guān)鍵詞】空氣預(yù)熱器；堵塞；脫硝

引言

我國社會發(fā)展離不開隨著電力能源行業(yè)的發(fā)展。目前，我國各類能源行業(yè)的鍋爐機(jī)組總量不斷增加，氮氧化物的排放量也在不斷增加，由鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的廢物對環(huán)境造成的影響已經(jīng)受到社會各方的廣泛關(guān)注。在2014年7月出臺的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中要求二氧化氮的排放濃度不得高于100mg/m3（以標(biāo)準(zhǔn)狀況下計(jì)算）。在部分地區(qū)已經(jīng)提出了近零排放”目標(biāo)，規(guī)定相關(guān)排放企業(yè)的二氧化氮排放濃度排放濃度不得高于50mg/m3。排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格也要求各鍋爐系統(tǒng)的凈化設(shè)備也應(yīng)改型升級。隨著我國排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，發(fā)電廠鍋爐均逐步通過改造升級，應(yīng)用選擇性催化還原（SCR）煙氣脫硝裝置來對尾氣進(jìn)行深度處理。但伴隨廢氣中二氧化氮濃度的降低出現(xiàn)一個(gè)問題，這將使鍋爐空氣預(yù)熱器的堵塞問題進(jìn)一步加重。在新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中，在新排放條件下，鍋爐空氣預(yù)熱器的堵塞問題對鍋爐系統(tǒng)整體運(yùn)行時(shí)十分不利的。這不單單對鍋爐能量轉(zhuǎn)化效率產(chǎn)生影響，造成費(fèi)用增加，還會影響到整體系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。所以對鍋爐空氣預(yù)熱器的堵塞問題進(jìn)行討論是必要的。

在SCR法脫硝投產(chǎn)之后，許多企業(yè)熱能鍋爐都出現(xiàn)了空預(yù)器差壓逐步增大，嚴(yán)重的還出現(xiàn)了堵塞問題。某廠使用的1000MW燃煤鍋爐的空預(yù)機(jī)為三分倉式，空預(yù)器的構(gòu)造主要由兩部分構(gòu)成：冷段和熱段1100+1100，在冷段涂有搪瓷。在它的某部分空氣便出現(xiàn)壓差逐步增大現(xiàn)象，空預(yù)器也發(fā)生堵塞問題并在分倉中發(fā)現(xiàn)黏稠狀物質(zhì)，經(jīng)檢測它的主要成分為硫酸氫氨。

1空預(yù)器堵塞問題的原因

1.1原料對空預(yù)器的影響

煤礦種類的不同，其中含硫量也不同。含硫量的增加會導(dǎo)致空氣預(yù)熱器出現(xiàn)堵塞的概率增加。在某生產(chǎn)企業(yè)中，當(dāng)煤中硫含量的超過0.8%時(shí)就會使空預(yù)器的壓差逐漸增大，硫含量越高，在燃燒后產(chǎn)生的硫氧化物量就越高。三氧化硫的含量會影響煙氣露點(diǎn)溫度。當(dāng)三氧化硫的濃度增大時(shí)，煙氣露點(diǎn)溫度也會隨之升高。但當(dāng)煙氣露點(diǎn)溫度高于空氣預(yù)熱器的溫度時(shí)，硫酸煙霧就會在空預(yù)器內(nèi)部液化。尾氣就會在空氣預(yù)熱器冷段凝結(jié)，粘稠液體就會粘附灰塵，造成空預(yù)器堵塞現(xiàn)象發(fā)生。另一方面，當(dāng)原料中灰分量增加也會讓空預(yù)器磨損結(jié)焦。

1.2運(yùn)行參數(shù)設(shè)置問題

當(dāng)鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行在低負(fù)荷時(shí)，它的煙氣排放濃度較低，也就是說經(jīng)過脫硝催化劑的氣體溫度低，這樣就會造成氨未處理就流走，所以硫酸氫氨的合成量提高。當(dāng)機(jī)組鍋爐提高、降低負(fù)荷，開車、停車時(shí)的煤料還未充分燃燒，固體顆粒物的濃度增加，這樣非常容易時(shí)空預(yù)器積灰。但當(dāng)鍋爐再次啟動，它的吹灰能力不足，吹灰蒸汽溫度較低。與此同時(shí)，蒸汽吹灰時(shí)，在前方管路有疏水存在，水會附著在空氣預(yù)熱器腔體，造成飛灰粘結(jié)，導(dǎo)致堵塞。

1.3吹灰系統(tǒng)的故障或安裝問題

一旦吹灰器發(fā)生故障就會使它無法對預(yù)熱器處理，或處理效果較差。吹灰減壓閥的作用不明顯也會使吹灰附帶水蒸氣，即會使吹灰效果不明顯也會在高溫條件下導(dǎo)致積灰泥化板在空預(yù)器上，造成堵塞。當(dāng)冷端換熱元件距離鍋爐空預(yù)器冷端吹灰器噴口較遠(yuǎn)時(shí)，也會造成吹灰效果差，致使積灰無法除凈，逐漸堵塞空預(yù)器。

2空預(yù)器堵塞的現(xiàn)象及可能造成的危害

2.1空預(yù)器堵塞的現(xiàn)象

在運(yùn)行過程中，空預(yù)器煙氣壓差增大現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，當(dāng)一次風(fēng)壓、二次風(fēng)壓升高或降解呈現(xiàn)一定規(guī)律；一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)電流電壓出現(xiàn)明顯波動等現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，基本可以確認(rèn)空預(yù)機(jī)已經(jīng)被堵塞。

2.2空預(yù)器堵塞可能造成的危害

鍋爐空氣預(yù)熱器的堵塞問題對鍋爐系統(tǒng)整體運(yùn)行時(shí)十分不利的。這不單單對鍋爐能量轉(zhuǎn)化效率產(chǎn)生影響，造成費(fèi)用增加，還會影響到整體系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。；當(dāng)一次風(fēng)壓、二次風(fēng)壓形成規(guī)律性變化，這會造成電流隨之變化，送風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象發(fā)生頻繁。這將造成空預(yù)器低溫腐蝕程度的擴(kuò)大，當(dāng)堵塞嚴(yán)重時(shí)將使鍋爐負(fù)荷增大至限值，更嚴(yán)重就會停爐檢修。

3空預(yù)器堵塞的解決辦法

3.1精選煤質(zhì)

為了控制和緩解空氣預(yù)熱器的堵塞問題，應(yīng)該適當(dāng)降低原料的含硫量，這也對機(jī)組鍋爐的工作穩(wěn)定性增添保障。如果降低了煤質(zhì)的灰分，也會使空預(yù)器的堵塞問題得到改善。

3.2完善運(yùn)行條件

將煙氣排放溫度控制在一定范圍之中，應(yīng)該適當(dāng)將溫度保持在露點(diǎn)溫度以上。同時(shí)要使最低氧量滿足爐膛氧量要求，為的是減少空預(yù)器的堵塞情況。但氧量不可過高，氧量過高將導(dǎo)致三氧化硫濃度增加。煙氣含硫量越大，在腔體中產(chǎn)生的硫酸氫氨就越多。在升降負(fù)載時(shí)，要保證制粉系統(tǒng)維持在最優(yōu)狀態(tài)下。啟停制粉系統(tǒng)時(shí)，需要使一次風(fēng)溫和出口溫度溫度，增大煤粉細(xì)度，充分燃燒。以上手段將使空預(yù)器的堵塞問題減少。

3.3優(yōu)化空預(yù)器吹灰方式

機(jī)組啟、停時(shí)，機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，空預(yù)器進(jìn)行連續(xù)吹灰。每4-8小時(shí)，對空預(yù)器進(jìn)行吹灰，吹灰蒸汽壓力和溫度要適宜。在吹灰系統(tǒng)啟動前，應(yīng)先要求，吹灰疏水溫度在一定范圍之內(nèi)，管路預(yù)熱工作準(zhǔn)備充分，使氣流不帶水汽進(jìn)入空氣預(yù)熱器。當(dāng)空預(yù)器阻力逐漸升高時(shí)，吹灰次數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。運(yùn)行中，重點(diǎn)監(jiān)視空預(yù)器差壓，出現(xiàn)空預(yù)器差壓增大時(shí)，及時(shí)投入空預(yù)器連續(xù)吹灰。

3.4吹灰系統(tǒng)的管理

機(jī)組大小修期間及每次停爐后，對空預(yù)器吹灰器槍管和槍頭噴口進(jìn)行全面檢查，確保吹灰器裝置運(yùn)行正常。

3.5調(diào)控氨逃逸

氨逃逸是硫酸氫氨產(chǎn)生量增多的根本。噴氨量提高，會使脫硝率提升，但也會使氨逃逸現(xiàn)象愈加嚴(yán)重，硫酸氫氨的生成量隨之增加。完善噴氨系統(tǒng)，調(diào)整噴氨量來保證噴氨的均勻性，當(dāng)發(fā)現(xiàn)催化劑活性降低時(shí)就應(yīng)更換催化劑。在滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，SCR法脫硝過程中最好減少噴氨量，從源頭使氨逃逸量減少；一旦出現(xiàn)噴氨調(diào)節(jié)異樣時(shí)需要立刻切換到手動控制。

3.6設(shè)備技術(shù)升級完善

省煤器煙氣旁路的添加會增加較低負(fù)荷運(yùn)行條件中，會使SCR脫硝入口處的煙氣溫度提高。同時(shí)在使用精度更高的氨逃逸檢測設(shè)備以監(jiān)控氨逃逸量，減少硫酸氫氨的生成。對空預(yù)器結(jié)構(gòu)、材料進(jìn)行改造；當(dāng)出現(xiàn)空預(yù)器運(yùn)行參數(shù)異常時(shí)，及時(shí)停爐維修。廣州某廠的鍋爐空預(yù)器壓差高主要原因是冷端波紋板出現(xiàn)松動，煙氣通道變窄，且冷端和熱端的波紋板波形不一致，造成冷熱端煙氣通道的同心度差，通流阻力大引起差壓增大。波紋板松動應(yīng)及時(shí)更換，繼續(xù)發(fā)展下去就有可能出現(xiàn)波紋板振動撕裂，產(chǎn)生碎片進(jìn)一步堵塞通道，加劇空預(yù)器的堵塞。

4結(jié)束語

大部分國內(nèi)燃煤鍋爐中都會出現(xiàn)空預(yù)器的堵塞問題。目前沒有很好的手段避免堵塞現(xiàn)象發(fā)生，但是通過精選煤質(zhì)、完善運(yùn)行條件、優(yōu)化空預(yù)器吹灰方式、吹灰系統(tǒng)的管理、調(diào)控氨逃逸、設(shè)備技術(shù)升級完善等措施可以有效減少空預(yù)器積灰堵塞問題。科技一直在不斷進(jìn)步，空預(yù)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會更完善，新脫硝技術(shù)性能會更好，空預(yù)器的堵塞問題會隨著技術(shù)的進(jìn)步得到解決。對于已發(fā)生了空預(yù)器堵塞，我們應(yīng)采取適當(dāng)措施保證堵塞不在惡化：提高排煙溫度、送風(fēng)機(jī)出口溫度，減少入爐煤含硫量、氨逃逸率等等。這些方案我們需要根據(jù)實(shí)際情況，反復(fù)的實(shí)踐、論證，不斷的改善、修正，在實(shí)際運(yùn)行中驗(yàn)證效果，為改善空預(yù)器堵塞問題而不斷的努力。

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