胡增旗　王磊

摘 要：以河北國華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司為例，結(jié)合其生產(chǎn)實(shí)際，分析了電站鍋爐采取SCR脫硝技術(shù)后對空預(yù)器堵灰的影響，提出了預(yù)防空預(yù)器堵灰的措施和解決方案。

關(guān)鍵詞：SCR脫硝技術(shù)；空預(yù)器；氮氧化物；脫硝裝置

中圖分類號：X773；TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0059-02

我國是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主要能源的國家之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國67%的氮氧化物（NOx）排放來自于煤炭的燃燒?；痣姀S鍋爐燃煤NOx排放控制是我國NOx排放總量控制的關(guān)鍵所在，隨著《火電廠大氣污染物控制排放標(biāo)準(zhǔn)》和《大氣污染防治法》的頒布，越來越多的火電廠采取安裝脫硝裝置來控制NOx的排放。近年來，在火電廠進(jìn)行脫硝改造中，SCR技術(shù)（選擇性催化還原技術(shù)）以高脫硝率、幾乎沒有二次污染等特點(diǎn)，成為控制NOx排放的主流技術(shù)之一。然而，隨著SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行，空氣預(yù)熱器的阻力呈現(xiàn)增加的趨勢，部分電廠出現(xiàn)空氣預(yù)熱器嚴(yán)重堵塞的現(xiàn)象，導(dǎo)致不得不停機(jī)清洗。

客觀來說，火電廠進(jìn)行SCR煙氣脫硝改造之后，空氣預(yù)熱器阻力增加是不可避免的。此外，由于采用SCR技術(shù)使空預(yù)器運(yùn)行條件發(fā)生變化，增大了空氣預(yù)熱器堵塞的可能性。河北國華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司3號機(jī)組采用SCR脫硝技術(shù)投產(chǎn)以來，空預(yù)器多次出現(xiàn)蓄熱元件冷端低溫腐蝕堵灰的現(xiàn)象。圖1、圖2分別反映了空預(yù)器堵灰嚴(yán)重程度的照片和趨勢，從圖中可以看出，采取SCR脫硝技術(shù)后空預(yù)器堵塞程度較嚴(yán)重，且堵塞速度較快。

1 投入SCR脫硝后空預(yù)器堵灰機(jī)理分析

安裝SCR脫硝系統(tǒng)后，對空預(yù)器的運(yùn)行主要有以下影響：①在火電廠空氣預(yù)熱器煙氣環(huán)境下，SCR 脫硝系統(tǒng)中的逸出氨（NH3）與煙氣中的SO3、水蒸氣生成硫酸氫銨凝結(jié)物，即NH3+SO3+H2O→NH4HSO4.硫酸氫銨在不同的溫度下，會呈現(xiàn)出氣態(tài)、液態(tài)或顆粒狀等不同的狀態(tài)。在150～200 ℃ 范圍內(nèi)，硫酸氫銨呈現(xiàn)為液態(tài)，而這一溫度段正好屬于空氣預(yù)熱器的中、低溫段。液態(tài)的硫酸氫銨凝結(jié)物具有很大的黏性，附著在空氣預(yù)熱器受熱面上，會捕捉煙氣中的飛灰，嚴(yán)重影響了空氣預(yù)熱器的阻力和流通換熱能力，同時(shí)，硫酸氫銨凝結(jié)物呈中度酸性，再次加劇了換熱元件的腐蝕和堵灰。②火電廠燃煤生成的SO2在SCR脫硝裝置中的活性成分V2O5的催化作用下生成SO3，煙氣中SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率增加，即煙氣中的SO3含量增加，加速了NH4HSO4的生成，同時(shí)也造成煙氣酸露點(diǎn)溫度升高。在這兩個(gè)因素綜合作用下，加劇了空氣預(yù)熱器的酸腐蝕和堵灰。③火電廠鍋爐安裝了SCR裝置后，與原空預(yù)器比較，煙氣通過該SCR裝置阻力增加，造成SCR 空氣預(yù)熱器的熱端壓差增加了約25%，空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率隨之增加10%左右，漏風(fēng)的增加進(jìn)一步降低了空氣預(yù)熱器排煙溫度，造成空預(yù)器低溫腐蝕。

綜上分析，SCR脫硝裝置安裝后，反應(yīng)生成的硫酸氫銨在空氣預(yù)熱器受熱面上的沉積是影響空氣預(yù)熱器堵塞的直接原因。而影響硫酸氫銨生成的主要反應(yīng)物有NH3，SO3和H2O，減少硫酸氫銨生成可以從控制以上三種反應(yīng)物含量入手。此外，為了降低SCR裝置投產(chǎn)后的影響，還應(yīng)對空預(yù)器進(jìn)行必要的改造。

2 采用SCR脫硝技術(shù)后空預(yù)器堵灰預(yù)防和處理措施

2.1 降低煙氣中NH4HSO4生成所需反應(yīng)介質(zhì)含量

2.1.1 降低煙氣中NH3的含量

減少煙氣中NH3的含量主要從控制進(jìn)入催化劑之前NH3/NOx混合均勻性、減少NH3的逃逸率、控制煙氣溫度、提高SCR催化劑的催化活性等方面入手。一般NH3的逃逸率小于百萬分之二、SCR裝置反應(yīng)空間煙氣溫度在300～430 ℃之間，有利于促進(jìn)NH3充分反應(yīng)，減少NH4HSO4生成。

2.1.2 減少煙氣中SO3的生成

采用SCR方式后，催化劑中的釩不可避免地加快了SO2轉(zhuǎn)化為SO3，使SO3增多。為了減少SO3的生成，應(yīng)該采用低硫煤優(yōu)化燃燒。

2.1.3 減少反應(yīng)介質(zhì)H2O的生成

煙氣中H2O主要來源是鍋爐燃燒所需空氣結(jié)露和空預(yù)器蒸汽吹灰?guī)氲乃魵?。為了減少該反應(yīng)的介質(zhì)，應(yīng)及時(shí)安裝風(fēng)煙系統(tǒng)暖風(fēng)器，以提高排煙溫度，避免結(jié)露；采用聲波吹灰器，避免水源帶入。

2.2 對空預(yù)器結(jié)構(gòu)和安裝優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對鍋爐加裝SCR系統(tǒng)后對空預(yù)器產(chǎn)生的不利影響，需要對原空預(yù)器進(jìn)行必要的改造，主要的方案有：①由于空氣預(yù)熱器中換熱元件長期暴露在易腐蝕性、含塵的煙氣環(huán)境下，所以選擇換熱器元件時(shí)應(yīng)考慮其材質(zhì)。原來空預(yù)器廣泛采用碳鋼和低合金耐腐蝕鋼（LACR）用來制作換熱器元件。但是在采取SCR脫硝方案后，需要調(diào)整和改造原空預(yù)器換熱元件。鍍搪瓷的換熱元件由于具備較強(qiáng)的耐腐蝕能力、高強(qiáng)的耐機(jī)械和熱沖擊能力、較好的耐氣流沖刷和磨損能力而被廣泛采用。在硫酸氫銨容易生成的區(qū)域需使用鍍搪瓷材料，來降低硫酸氫銨的沉積速率和酸的腐蝕速率。②空預(yù)器蓄熱片采用閉式換熱元件，閉式換熱元件吹灰介質(zhì)的能量能夠有效地集中在某個(gè)通道內(nèi)，但不會擴(kuò)散到相鄰?fù)ǖ纼?nèi)，這樣會得到更好的吹灰效果。而對于開式換熱元件，吹灰介質(zhì)的能量會擴(kuò)散到相鄰?fù)ǖ乐?，沉積物受到的吹灰能力相對就弱一些，吹灰效果差。③針對SCR 空氣預(yù)熱器易堵灰的特點(diǎn)，在SCR 空預(yù)器的冷端需配置帶高壓水沖洗的雙介質(zhì)吹灰清洗裝置。該裝置為在線高壓水沖洗系統(tǒng)中配置高壓水泵，可以很大幅度地提高吹灰清洗效果。當(dāng)空預(yù)器出現(xiàn)較嚴(yán)重堵灰跡象時(shí)，及時(shí)進(jìn)行在線水沖洗。由于硫酸氫銨附著在換熱器表面之后呈現(xiàn)出既黏又硬的特性，蒸汽吹灰不能有效地去除硫酸氫銨。當(dāng)逃逸氨濃度和SO3濃度頻繁超過百萬分之二時(shí)，蒸汽吹灰器的效果較差，需要用高壓水沖洗的方法來去除沉積的硫酸氫銨。④加裝 SCR后，提高了空預(yù)器的熱端差壓，從而提高了漏風(fēng)率。所以，需要改造空預(yù)器的密封系統(tǒng)，以降低漏風(fēng)率。

3 結(jié)束語

逃逸氨在SCR煙氣脫硝系統(tǒng)中是不可避免的，而SO3的含量在SCR煙氣脫硝系統(tǒng)中也必然是會有所增加，而生成硫酸氫銨的溫度區(qū)間恰好與空氣預(yù)熱器中換熱元件的溫度區(qū)間有重疊。所以當(dāng)火電廠增加SCR脫硝系統(tǒng)之后，在空氣預(yù)熱器中必然會出現(xiàn)硫酸氫銨。但是優(yōu)秀的SCR脫硝系統(tǒng)和空氣預(yù)熱器系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及良好的運(yùn)行操作維護(hù)是可以在很大程度上減輕或者避免硫酸氫銨對空氣預(yù)熱器的負(fù)面影響。

合理降低煙氣中NH4HSO4生成所需的反應(yīng)介質(zhì)含量，有利于解決空預(yù)器堵灰的難題。通過減少SO3濃度、減少NH3逃逸率、采用聲波吹灰和提高排煙溫度等措施，可以有效避免黏性NH4HSO4的生成，從而避免空預(yù)器堵灰的加劇。

采用SCR脫硝技術(shù)后，并對原有空氣預(yù)熱器進(jìn)行合理改造，采用閉式換熱元件，增加高壓在線水沖洗裝置、將冷端的換熱元件更換為鍍搪瓷材料，采用新型密封元件減少空預(yù)器漏風(fēng)等方案都能夠有效預(yù)防和處理空預(yù)器堵灰和腐蝕。

參考文獻(xiàn)

[1]沈又幸，解永剛.大型燃煤機(jī)組進(jìn)行SCR煙氣脫硝改造的技術(shù)探討[J].電站系統(tǒng)工程，2010（02）.

[2]郭永華.加裝選擇性催化還原脫硝裝置對鍋爐設(shè)備的影響分析[J].華電技術(shù)，2013（07）.

〔編輯：李玨〕

摘 要：以河北國華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司為例，結(jié)合其生產(chǎn)實(shí)際，分析了電站鍋爐采取SCR脫硝技術(shù)后對空預(yù)器堵灰的影響，提出了預(yù)防空預(yù)器堵灰的措施和解決方案。

關(guān)鍵詞：SCR脫硝技術(shù)；空預(yù)器；氮氧化物；脫硝裝置

中圖分類號：X773；TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0059-02

我國是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主要能源的國家之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國67%的氮氧化物（NOx）排放來自于煤炭的燃燒?；痣姀S鍋爐燃煤NOx排放控制是我國NOx排放總量控制的關(guān)鍵所在，隨著《火電廠大氣污染物控制排放標(biāo)準(zhǔn)》和《大氣污染防治法》的頒布，越來越多的火電廠采取安裝脫硝裝置來控制NOx的排放。近年來，在火電廠進(jìn)行脫硝改造中，SCR技術(shù)（選擇性催化還原技術(shù)）以高脫硝率、幾乎沒有二次污染等特點(diǎn)，成為控制NOx排放的主流技術(shù)之一。然而，隨著SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行，空氣預(yù)熱器的阻力呈現(xiàn)增加的趨勢，部分電廠出現(xiàn)空氣預(yù)熱器嚴(yán)重堵塞的現(xiàn)象，導(dǎo)致不得不停機(jī)清洗。

客觀來說，火電廠進(jìn)行SCR煙氣脫硝改造之后，空氣預(yù)熱器阻力增加是不可避免的。此外，由于采用SCR技術(shù)使空預(yù)器運(yùn)行條件發(fā)生變化，增大了空氣預(yù)熱器堵塞的可能性。河北國華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司3號機(jī)組采用SCR脫硝技術(shù)投產(chǎn)以來，空預(yù)器多次出現(xiàn)蓄熱元件冷端低溫腐蝕堵灰的現(xiàn)象。圖1、圖2分別反映了空預(yù)器堵灰嚴(yán)重程度的照片和趨勢，從圖中可以看出，采取SCR脫硝技術(shù)后空預(yù)器堵塞程度較嚴(yán)重，且堵塞速度較快。

1 投入SCR脫硝后空預(yù)器堵灰機(jī)理分析

安裝SCR脫硝系統(tǒng)后，對空預(yù)器的運(yùn)行主要有以下影響：①在火電廠空氣預(yù)熱器煙氣環(huán)境下，SCR 脫硝系統(tǒng)中的逸出氨（NH3）與煙氣中的SO3、水蒸氣生成硫酸氫銨凝結(jié)物，即NH3+SO3+H2O→NH4HSO4.硫酸氫銨在不同的溫度下，會呈現(xiàn)出氣態(tài)、液態(tài)或顆粒狀等不同的狀態(tài)。在150～200 ℃ 范圍內(nèi)，硫酸氫銨呈現(xiàn)為液態(tài)，而這一溫度段正好屬于空氣預(yù)熱器的中、低溫段。液態(tài)的硫酸氫銨凝結(jié)物具有很大的黏性，附著在空氣預(yù)熱器受熱面上，會捕捉煙氣中的飛灰，嚴(yán)重影響了空氣預(yù)熱器的阻力和流通換熱能力，同時(shí)，硫酸氫銨凝結(jié)物呈中度酸性，再次加劇了換熱元件的腐蝕和堵灰。②火電廠燃煤生成的SO2在SCR脫硝裝置中的活性成分V2O5的催化作用下生成SO3，煙氣中SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率增加，即煙氣中的SO3含量增加，加速了NH4HSO4的生成，同時(shí)也造成煙氣酸露點(diǎn)溫度升高。在這兩個(gè)因素綜合作用下，加劇了空氣預(yù)熱器的酸腐蝕和堵灰。③火電廠鍋爐安裝了SCR裝置后，與原空預(yù)器比較，煙氣通過該SCR裝置阻力增加，造成SCR 空氣預(yù)熱器的熱端壓差增加了約25%，空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率隨之增加10%左右，漏風(fēng)的增加進(jìn)一步降低了空氣預(yù)熱器排煙溫度，造成空預(yù)器低溫腐蝕。

綜上分析，SCR脫硝裝置安裝后，反應(yīng)生成的硫酸氫銨在空氣預(yù)熱器受熱面上的沉積是影響空氣預(yù)熱器堵塞的直接原因。而影響硫酸氫銨生成的主要反應(yīng)物有NH3，SO3和H2O，減少硫酸氫銨生成可以從控制以上三種反應(yīng)物含量入手。此外，為了降低SCR裝置投產(chǎn)后的影響，還應(yīng)對空預(yù)器進(jìn)行必要的改造。

2 采用SCR脫硝技術(shù)后空預(yù)器堵灰預(yù)防和處理措施

2.1 降低煙氣中NH4HSO4生成所需反應(yīng)介質(zhì)含量

2.1.1 降低煙氣中NH3的含量

減少煙氣中NH3的含量主要從控制進(jìn)入催化劑之前NH3/NOx混合均勻性、減少NH3的逃逸率、控制煙氣溫度、提高SCR催化劑的催化活性等方面入手。一般NH3的逃逸率小于百萬分之二、SCR裝置反應(yīng)空間煙氣溫度在300～430 ℃之間，有利于促進(jìn)NH3充分反應(yīng)，減少NH4HSO4生成。

2.1.2 減少煙氣中SO3的生成

采用SCR方式后，催化劑中的釩不可避免地加快了SO2轉(zhuǎn)化為SO3，使SO3增多。為了減少SO3的生成，應(yīng)該采用低硫煤優(yōu)化燃燒。

2.1.3 減少反應(yīng)介質(zhì)H2O的生成

煙氣中H2O主要來源是鍋爐燃燒所需空氣結(jié)露和空預(yù)器蒸汽吹灰?guī)氲乃魵?。為了減少該反應(yīng)的介質(zhì)，應(yīng)及時(shí)安裝風(fēng)煙系統(tǒng)暖風(fēng)器，以提高排煙溫度，避免結(jié)露；采用聲波吹灰器，避免水源帶入。

2.2 對空預(yù)器結(jié)構(gòu)和安裝優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對鍋爐加裝SCR系統(tǒng)后對空預(yù)器產(chǎn)生的不利影響，需要對原空預(yù)器進(jìn)行必要的改造，主要的方案有：①由于空氣預(yù)熱器中換熱元件長期暴露在易腐蝕性、含塵的煙氣環(huán)境下，所以選擇換熱器元件時(shí)應(yīng)考慮其材質(zhì)。原來空預(yù)器廣泛采用碳鋼和低合金耐腐蝕鋼（LACR）用來制作換熱器元件。但是在采取SCR脫硝方案后，需要調(diào)整和改造原空預(yù)器換熱元件。鍍搪瓷的換熱元件由于具備較強(qiáng)的耐腐蝕能力、高強(qiáng)的耐機(jī)械和熱沖擊能力、較好的耐氣流沖刷和磨損能力而被廣泛采用。在硫酸氫銨容易生成的區(qū)域需使用鍍搪瓷材料，來降低硫酸氫銨的沉積速率和酸的腐蝕速率。②空預(yù)器蓄熱片采用閉式換熱元件，閉式換熱元件吹灰介質(zhì)的能量能夠有效地集中在某個(gè)通道內(nèi)，但不會擴(kuò)散到相鄰?fù)ǖ纼?nèi)，這樣會得到更好的吹灰效果。而對于開式換熱元件，吹灰介質(zhì)的能量會擴(kuò)散到相鄰?fù)ǖ乐?，沉積物受到的吹灰能力相對就弱一些，吹灰效果差。③針對SCR 空氣預(yù)熱器易堵灰的特點(diǎn)，在SCR 空預(yù)器的冷端需配置帶高壓水沖洗的雙介質(zhì)吹灰清洗裝置。該裝置為在線高壓水沖洗系統(tǒng)中配置高壓水泵，可以很大幅度地提高吹灰清洗效果。當(dāng)空預(yù)器出現(xiàn)較嚴(yán)重堵灰跡象時(shí)，及時(shí)進(jìn)行在線水沖洗。由于硫酸氫銨附著在換熱器表面之后呈現(xiàn)出既黏又硬的特性，蒸汽吹灰不能有效地去除硫酸氫銨。當(dāng)逃逸氨濃度和SO3濃度頻繁超過百萬分之二時(shí)，蒸汽吹灰器的效果較差，需要用高壓水沖洗的方法來去除沉積的硫酸氫銨。④加裝 SCR后，提高了空預(yù)器的熱端差壓，從而提高了漏風(fēng)率。所以，需要改造空預(yù)器的密封系統(tǒng)，以降低漏風(fēng)率。

3 結(jié)束語

逃逸氨在SCR煙氣脫硝系統(tǒng)中是不可避免的，而SO3的含量在SCR煙氣脫硝系統(tǒng)中也必然是會有所增加，而生成硫酸氫銨的溫度區(qū)間恰好與空氣預(yù)熱器中換熱元件的溫度區(qū)間有重疊。所以當(dāng)火電廠增加SCR脫硝系統(tǒng)之后，在空氣預(yù)熱器中必然會出現(xiàn)硫酸氫銨。但是優(yōu)秀的SCR脫硝系統(tǒng)和空氣預(yù)熱器系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及良好的運(yùn)行操作維護(hù)是可以在很大程度上減輕或者避免硫酸氫銨對空氣預(yù)熱器的負(fù)面影響。

合理降低煙氣中NH4HSO4生成所需的反應(yīng)介質(zhì)含量，有利于解決空預(yù)器堵灰的難題。通過減少SO3濃度、減少NH3逃逸率、采用聲波吹灰和提高排煙溫度等措施，可以有效避免黏性NH4HSO4的生成，從而避免空預(yù)器堵灰的加劇。

采用SCR脫硝技術(shù)后，并對原有空氣預(yù)熱器進(jìn)行合理改造，采用閉式換熱元件，增加高壓在線水沖洗裝置、將冷端的換熱元件更換為鍍搪瓷材料，采用新型密封元件減少空預(yù)器漏風(fēng)等方案都能夠有效預(yù)防和處理空預(yù)器堵灰和腐蝕。

參考文獻(xiàn)

[1]沈又幸，解永剛.大型燃煤機(jī)組進(jìn)行SCR煙氣脫硝改造的技術(shù)探討[J].電站系統(tǒng)工程，2010（02）.

[2]郭永華.加裝選擇性催化還原脫硝裝置對鍋爐設(shè)備的影響分析[J].華電技術(shù)，2013（07）.

〔編輯：李玨〕

摘 要：以河北國華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司為例，結(jié)合其生產(chǎn)實(shí)際，分析了電站鍋爐采取SCR脫硝技術(shù)后對空預(yù)器堵灰的影響，提出了預(yù)防空預(yù)器堵灰的措施和解決方案。

關(guān)鍵詞：SCR脫硝技術(shù)；空預(yù)器；氮氧化物；脫硝裝置

中圖分類號：X773；TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0059-02

我國是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主要能源的國家之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國67%的氮氧化物（NOx）排放來自于煤炭的燃燒?；痣姀S鍋爐燃煤NOx排放控制是我國NOx排放總量控制的關(guān)鍵所在，隨著《火電廠大氣污染物控制排放標(biāo)準(zhǔn)》和《大氣污染防治法》的頒布，越來越多的火電廠采取安裝脫硝裝置來控制NOx的排放。近年來，在火電廠進(jìn)行脫硝改造中，SCR技術(shù)（選擇性催化還原技術(shù)）以高脫硝率、幾乎沒有二次污染等特點(diǎn)，成為控制NOx排放的主流技術(shù)之一。然而，隨著SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行，空氣預(yù)熱器的阻力呈現(xiàn)增加的趨勢，部分電廠出現(xiàn)空氣預(yù)熱器嚴(yán)重堵塞的現(xiàn)象，導(dǎo)致不得不停機(jī)清洗。

客觀來說，火電廠進(jìn)行SCR煙氣脫硝改造之后，空氣預(yù)熱器阻力增加是不可避免的。此外，由于采用SCR技術(shù)使空預(yù)器運(yùn)行條件發(fā)生變化，增大了空氣預(yù)熱器堵塞的可能性。河北國華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司3號機(jī)組采用SCR脫硝技術(shù)投產(chǎn)以來，空預(yù)器多次出現(xiàn)蓄熱元件冷端低溫腐蝕堵灰的現(xiàn)象。圖1、圖2分別反映了空預(yù)器堵灰嚴(yán)重程度的照片和趨勢，從圖中可以看出，采取SCR脫硝技術(shù)后空預(yù)器堵塞程度較嚴(yán)重，且堵塞速度較快。

1 投入SCR脫硝后空預(yù)器堵灰機(jī)理分析

安裝SCR脫硝系統(tǒng)后，對空預(yù)器的運(yùn)行主要有以下影響：①在火電廠空氣預(yù)熱器煙氣環(huán)境下，SCR 脫硝系統(tǒng)中的逸出氨（NH3）與煙氣中的SO3、水蒸氣生成硫酸氫銨凝結(jié)物，即NH3+SO3+H2O→NH4HSO4.硫酸氫銨在不同的溫度下，會呈現(xiàn)出氣態(tài)、液態(tài)或顆粒狀等不同的狀態(tài)。在150～200 ℃ 范圍內(nèi)，硫酸氫銨呈現(xiàn)為液態(tài)，而這一溫度段正好屬于空氣預(yù)熱器的中、低溫段。液態(tài)的硫酸氫銨凝結(jié)物具有很大的黏性，附著在空氣預(yù)熱器受熱面上，會捕捉煙氣中的飛灰，嚴(yán)重影響了空氣預(yù)熱器的阻力和流通換熱能力，同時(shí)，硫酸氫銨凝結(jié)物呈中度酸性，再次加劇了換熱元件的腐蝕和堵灰。②火電廠燃煤生成的SO2在SCR脫硝裝置中的活性成分V2O5的催化作用下生成SO3，煙氣中SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率增加，即煙氣中的SO3含量增加，加速了NH4HSO4的生成，同時(shí)也造成煙氣酸露點(diǎn)溫度升高。在這兩個(gè)因素綜合作用下，加劇了空氣預(yù)熱器的酸腐蝕和堵灰。③火電廠鍋爐安裝了SCR裝置后，與原空預(yù)器比較，煙氣通過該SCR裝置阻力增加，造成SCR 空氣預(yù)熱器的熱端壓差增加了約25%，空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率隨之增加10%左右，漏風(fēng)的增加進(jìn)一步降低了空氣預(yù)熱器排煙溫度，造成空預(yù)器低溫腐蝕。

綜上分析，SCR脫硝裝置安裝后，反應(yīng)生成的硫酸氫銨在空氣預(yù)熱器受熱面上的沉積是影響空氣預(yù)熱器堵塞的直接原因。而影響硫酸氫銨生成的主要反應(yīng)物有NH3，SO3和H2O，減少硫酸氫銨生成可以從控制以上三種反應(yīng)物含量入手。此外，為了降低SCR裝置投產(chǎn)后的影響，還應(yīng)對空預(yù)器進(jìn)行必要的改造。

2 采用SCR脫硝技術(shù)后空預(yù)器堵灰預(yù)防和處理措施

2.1 降低煙氣中NH4HSO4生成所需反應(yīng)介質(zhì)含量

2.1.1 降低煙氣中NH3的含量

減少煙氣中NH3的含量主要從控制進(jìn)入催化劑之前NH3/NOx混合均勻性、減少NH3的逃逸率、控制煙氣溫度、提高SCR催化劑的催化活性等方面入手。一般NH3的逃逸率小于百萬分之二、SCR裝置反應(yīng)空間煙氣溫度在300～430 ℃之間，有利于促進(jìn)NH3充分反應(yīng)，減少NH4HSO4生成。

2.1.2 減少煙氣中SO3的生成

采用SCR方式后，催化劑中的釩不可避免地加快了SO2轉(zhuǎn)化為SO3，使SO3增多。為了減少SO3的生成，應(yīng)該采用低硫煤優(yōu)化燃燒。

2.1.3 減少反應(yīng)介質(zhì)H2O的生成

煙氣中H2O主要來源是鍋爐燃燒所需空氣結(jié)露和空預(yù)器蒸汽吹灰?guī)氲乃魵?。為了減少該反應(yīng)的介質(zhì)，應(yīng)及時(shí)安裝風(fēng)煙系統(tǒng)暖風(fēng)器，以提高排煙溫度，避免結(jié)露；采用聲波吹灰器，避免水源帶入。

2.2 對空預(yù)器結(jié)構(gòu)和安裝優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對鍋爐加裝SCR系統(tǒng)后對空預(yù)器產(chǎn)生的不利影響，需要對原空預(yù)器進(jìn)行必要的改造，主要的方案有：①由于空氣預(yù)熱器中換熱元件長期暴露在易腐蝕性、含塵的煙氣環(huán)境下，所以選擇換熱器元件時(shí)應(yīng)考慮其材質(zhì)。原來空預(yù)器廣泛采用碳鋼和低合金耐腐蝕鋼（LACR）用來制作換熱器元件。但是在采取SCR脫硝方案后，需要調(diào)整和改造原空預(yù)器換熱元件。鍍搪瓷的換熱元件由于具備較強(qiáng)的耐腐蝕能力、高強(qiáng)的耐機(jī)械和熱沖擊能力、較好的耐氣流沖刷和磨損能力而被廣泛采用。在硫酸氫銨容易生成的區(qū)域需使用鍍搪瓷材料，來降低硫酸氫銨的沉積速率和酸的腐蝕速率。②空預(yù)器蓄熱片采用閉式換熱元件，閉式換熱元件吹灰介質(zhì)的能量能夠有效地集中在某個(gè)通道內(nèi)，但不會擴(kuò)散到相鄰?fù)ǖ纼?nèi)，這樣會得到更好的吹灰效果。而對于開式換熱元件，吹灰介質(zhì)的能量會擴(kuò)散到相鄰?fù)ǖ乐?，沉積物受到的吹灰能力相對就弱一些，吹灰效果差。③針對SCR 空氣預(yù)熱器易堵灰的特點(diǎn)，在SCR 空預(yù)器的冷端需配置帶高壓水沖洗的雙介質(zhì)吹灰清洗裝置。該裝置為在線高壓水沖洗系統(tǒng)中配置高壓水泵，可以很大幅度地提高吹灰清洗效果。當(dāng)空預(yù)器出現(xiàn)較嚴(yán)重堵灰跡象時(shí)，及時(shí)進(jìn)行在線水沖洗。由于硫酸氫銨附著在換熱器表面之后呈現(xiàn)出既黏又硬的特性，蒸汽吹灰不能有效地去除硫酸氫銨。當(dāng)逃逸氨濃度和SO3濃度頻繁超過百萬分之二時(shí)，蒸汽吹灰器的效果較差，需要用高壓水沖洗的方法來去除沉積的硫酸氫銨。④加裝 SCR后，提高了空預(yù)器的熱端差壓，從而提高了漏風(fēng)率。所以，需要改造空預(yù)器的密封系統(tǒng)，以降低漏風(fēng)率。

3 結(jié)束語

逃逸氨在SCR煙氣脫硝系統(tǒng)中是不可避免的，而SO3的含量在SCR煙氣脫硝系統(tǒng)中也必然是會有所增加，而生成硫酸氫銨的溫度區(qū)間恰好與空氣預(yù)熱器中換熱元件的溫度區(qū)間有重疊。所以當(dāng)火電廠增加SCR脫硝系統(tǒng)之后，在空氣預(yù)熱器中必然會出現(xiàn)硫酸氫銨。但是優(yōu)秀的SCR脫硝系統(tǒng)和空氣預(yù)熱器系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及良好的運(yùn)行操作維護(hù)是可以在很大程度上減輕或者避免硫酸氫銨對空氣預(yù)熱器的負(fù)面影響。

合理降低煙氣中NH4HSO4生成所需的反應(yīng)介質(zhì)含量，有利于解決空預(yù)器堵灰的難題。通過減少SO3濃度、減少NH3逃逸率、采用聲波吹灰和提高排煙溫度等措施，可以有效避免黏性NH4HSO4的生成，從而避免空預(yù)器堵灰的加劇。

采用SCR脫硝技術(shù)后，并對原有空氣預(yù)熱器進(jìn)行合理改造，采用閉式換熱元件，增加高壓在線水沖洗裝置、將冷端的換熱元件更換為鍍搪瓷材料，采用新型密封元件減少空預(yù)器漏風(fēng)等方案都能夠有效預(yù)防和處理空預(yù)器堵灰和腐蝕。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：李玨〕