郭義杰

(廣州市旺隆熱電有限公司，廣東 廣州 511340)

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100 MW燃煤鍋爐硫酸氫銨堵塞空氣預(yù)熱器原因分析及應(yīng)對(duì)措施

郭義杰

(廣州市旺隆熱電有限公司，廣東 廣州 511340)

某電廠完成煙氣污染物超潔凈排放改造，機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)硫酸氫銨(ammonium bisulfate，ABS)嚴(yán)重沉積堵塞管式空氣預(yù)熱器的問(wèn)題。針對(duì)此問(wèn)題介紹了ABS的生成機(jī)理，并分析了ABS生成的原因。基于理論分析，結(jié)合該電廠的實(shí)際情況，提出了增加噴氨格柵噴孔數(shù)和改造噴氨前彎頭處導(dǎo)流板的方案，以減小稀釋風(fēng)阻力，提高噴氨流場(chǎng)的均勻性和可調(diào)性。改造后稀釋風(fēng)流量提升明顯，選擇性催化還原脫硝反應(yīng)器出口NOx質(zhì)量濃度的不均勻性顯著降低，空氣預(yù)熱器壓差明顯下降且運(yùn)行穩(wěn)定，表明ABS堵塞空氣預(yù)熱器問(wèn)題得到了有效解決。

脫硝改造；管式空氣預(yù)熱器；硫酸氫銨(ABS)；氨逃逸；堵塞

1　概述

出于對(duì)環(huán)境問(wèn)題的考慮，我國(guó)越來(lái)越多的燃煤電廠進(jìn)行了脫硝工藝改造。脫硝改造主要是低氮燃燒改造和選擇性催化還原(selective catalytic reduction，SCR)反應(yīng)器改造，隨著SCR反應(yīng)器投運(yùn)時(shí)間的增加，以及環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，一些問(wèn)題也逐漸引起關(guān)注，其中空氣預(yù)熱器(以下簡(jiǎn)稱“空預(yù)器”)硫酸氫銨(ammonium bisulfate，ABS)堵塞問(wèn)題尤為突出[1-2]，大大影響了電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此研究ABS生成機(jī)理及生成原因具有重要的意義。

1.1空預(yù)器概況和脫硝工藝

某電廠2臺(tái)鍋爐均為東方鍋爐實(shí)業(yè)公司制造，型號(hào)為DG420/9.8-II2。鍋爐型式為高溫高壓自然循環(huán)、“Π”型結(jié)構(gòu)、露天布置、全鋼架懸吊、平衡通風(fēng)、四角切圓燃燒、固態(tài)排渣汽包煤粉爐，燃燒器為低氮燃燒器。管式空預(yù)器采用雙級(jí)布置立式管箱，共3層，上級(jí)空預(yù)器為1層單行程，下級(jí)空預(yù)器為上下2層三行程。

煙氣脫硝工程采用單爐雙體SCR結(jié)構(gòu)體、高灰型布置的SCR脫硝工藝，即SCR反應(yīng)器進(jìn)口煙道連接鍋爐高溫省煤器出口，煙氣經(jīng)過(guò)SCR反應(yīng)器后，由出口煙道引至鍋爐高溫空預(yù)器進(jìn)口，SCR反應(yīng)器布置在爐后煙道的上方，未設(shè)煙氣旁路。脫硝裝置處理100%煙氣量，催化劑層數(shù)采取“2+1”模式布置。SCR反應(yīng)器安裝雙吹掃裝置，采用蒸汽吹灰器和聲波吹灰器。在每個(gè)反應(yīng)器進(jìn)、出口安裝實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，具有就地和遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)顯示功能。制氨系統(tǒng)采用尿素?zé)峤庵瓢惫に嚒?/p>

1.2空預(yù)器堵塞情況

該電廠1號(hào)機(jī)組完成超潔凈改造后，2015年2月5日投入運(yùn)行。對(duì)2月份以來(lái)1號(hào)爐接近滿負(fù)荷工況下的空預(yù)器壓差等參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，見表1。

從表1可以看出，在接近額定負(fù)荷、SCR反應(yīng)器入口氧量相對(duì)較為穩(wěn)定的情況下，從2月初到4月底，下級(jí)空預(yù)器前后壓差由570 Pa迅速升高到1 270 Pa，引風(fēng)機(jī)總電流升高了24 A，鍋爐排煙溫度升高了11 ℃。判斷下級(jí)空預(yù)器逐步出現(xiàn)堵塞情況，這大大增加了鍋爐排煙損失及風(fēng)機(jī)電耗，降低了鍋爐效率。

郭義杰：100MW燃煤鍋爐硫酸氫銨堵塞空氣預(yù)熱器原因分析及應(yīng)對(duì)措施在5月臨停期間對(duì)1號(hào)爐空預(yù)器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)1號(hào)爐低溫空預(yù)器下級(jí)爐前A側(cè)第三個(gè)管箱表面積灰嚴(yán)重，覆蓋超過(guò)2/3的管箱表面，積灰厚度10 cm左右，且大部分積灰為較硬的渣，如圖1所示；部分上級(jí)管箱出口管口有冰掛狀積灰，如圖2所示；另外下級(jí)管箱入口管口積灰很硬，黏在管口，使得管口通流面積減小，如圖3所示。對(duì)積灰管箱進(jìn)行了清理，并用消防水沖洗后重新投入運(yùn)行。但由于管道內(nèi)積灰較硬，難以沖洗干凈，此次停爐沖洗效果不佳。運(yùn)行至7月，滿負(fù)荷下引風(fēng)機(jī)出力基本達(dá)到最大出力，不得不降低風(fēng)量運(yùn)行。至8月，在保證安全運(yùn)行的情況下，不得不降低鍋爐出力約20 t/h，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性大大降低，被迫于9月初停爐進(jìn)行處理。

表1　風(fēng)機(jī)電流、低溫空預(yù)器壓差等參數(shù)統(tǒng)計(jì)

注：表中NOx質(zhì)量濃度為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下、干基、φ(O2)=6%時(shí)的質(zhì)量濃度，下同。

圖1　空預(yù)器積灰

圖2　冰掛狀積灰

圖3　下級(jí)空預(yù)器管口積灰

2　空預(yù)器積灰堵塞原因分析

分析認(rèn)為ABS是引起堵塞的主要原因。ABS的熔點(diǎn)為147 ℃，通常沉積在空預(yù)器中間部位傳熱元件上，在液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)吸附灰分，造成空預(yù)器積灰堵塞。

2.1ABS生成機(jī)理

SCR或非選擇性催化還原法(selective non-catalytic reduction，SNCR)煙氣脫硝是利用氨氣脫除煙氣中的NOx，一般來(lái)說(shuō)，噴入的氨未能全部參與反應(yīng)，而逃逸的氨易與煙氣中的SO3反應(yīng)生成硫酸銨(ammonium sulfate，AS)和ABS，其中ABS的生成量與煙氣中NH3和SO3的含量成正比[3-4]。由于SCR脫硝催化劑具有氧化性，可將煙氣中的SO2轉(zhuǎn)化為SO3，因此采用SCR工藝的機(jī)組生成的ABS遠(yuǎn)多于SNCR。

AS是一種干燥的粉末狀固體，無(wú)腐蝕性，易通過(guò)吹灰清除；ABS的物理特性見表2[3]，ABS黏性很強(qiáng)，會(huì)以液態(tài)形式在物體表面聚集或以液滴形式分散于煙氣中。電廠鍋爐空預(yù)器冷端運(yùn)行溫度一般低于ABS的露點(diǎn)，引起ABS沉積并黏附飛灰。當(dāng)SCR噴氨不均勻或催化劑嚴(yán)重失活時(shí)，下游空預(yù)器的ABS腐蝕風(fēng)險(xiǎn)加大。

表2ABS的物理特性

參數(shù)數(shù)值熔點(diǎn)/℃147沸點(diǎn)/℃491摩爾定壓熱容Cp,m/(J·mol-1·K-1)193粘度/(Pa·s)0.1～0.2154℃時(shí)的密度/(kg·m-3)1.78×103

1982年Radian建立了空預(yù)器內(nèi)ABS生成的動(dòng)力學(xué)方程[5]，如式(1)所示，用R值表征空預(yù)器內(nèi)ABS的生成速率，其值越大，生成反應(yīng)速率越快。

(1)

(2)

式中：tIFT為ABS生成的初始溫度，對(duì)于中低硫燃煤，tIFT為200～220 ℃，高硫燃煤tIFT值更高；trep為離開氣體平均溫度，℃；tcold,end為空預(yù)器冷段金屬溫度，℃；texit,end為空預(yù)器煙氣出口溫度，℃；φ(SO3)、φ(NH3)分別為煙氣中SO3和NH3的體積分?jǐn)?shù)。

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和熱力學(xué)分析都表明，ABS的生成取決于反應(yīng)物的濃度和它們的比例[6]。ABS的生成量隨NH3和SO3濃度的增加而增加，煙氣中SO3、NH3的高濃度將促進(jìn)ABS的生成及其在空預(yù)器上的沉積。ABS的生成同時(shí)依賴于溫度，當(dāng)煙氣溫度略低于tIFT時(shí)，ABS即開始生成；當(dāng)煙氣溫度下降到低于tIFT約25 ℃時(shí)，ABS生成反應(yīng)可完成95%。ABS的確切生成區(qū)域取決于tIFT和空預(yù)器溫度。

2.2ABS生成原因分析

ABS的生成與空預(yù)器中的SO3和NH3濃度密切相關(guān)。煙道中的SO3主要來(lái)自于鍋爐燃燒和SO2的氧化，NH3主要來(lái)自于SCR脫硝過(guò)程中逃逸的氨。

2.2.1SO3生成量增加

煙氣中的SO3一部分來(lái)自于爐膛燃燒，煙氣在氧體積分?jǐn)?shù)高、溫度高的燃燒區(qū)停留時(shí)間越長(zhǎng)，SO3的生成量就越多。因此為抑制NOx生成而采用空氣分級(jí)燃燒或濃淡燃燒法，其形成的還原性氣氛也有助于降低爐膛中SO3的生成。此外通過(guò)摻燒低硫煤、向爐膛內(nèi)噴入鈣鎂等措施也可減少SO3的生成量[7]。

另一部分SO3來(lái)自SCR脫硝過(guò)程中催化劑對(duì)SO2的氧化，其反應(yīng)方程式如下：

2SO2+O2+V2O4→ 2VOSO4.

2VOSO4→V2O5+SO2+SO3.

對(duì)于商用釩基催化劑，釩的負(fù)載量不宜太高，通?？刂圃?%左右可減少SO3的生成；同時(shí)，減小催化劑孔道的壁厚也可降低SO3生成。此外，提高催化劑活性組分WO3的含量，亦可抑制SO2的氧化。

2.2.2氨逃逸率增加

一般來(lái)說(shuō)，決定ABS生成量的主要條件是氨的逃逸量。當(dāng)氨逃逸率在1μL/L以下時(shí)，ABS生成量很少，空預(yù)器的堵塞現(xiàn)象不明顯；若氨逃逸率增加到2μL/L，據(jù)日本AKK測(cè)試結(jié)果表明，空預(yù)器運(yùn)行0.5 年后其阻力增加約30%；若氨逃逸率增加到3μL/L，空預(yù)器運(yùn)行0.5 年后阻力增加約50%[8]。

由于燃煤的含硫量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)決定著煙氣中SO3的含量，而SO3的含量對(duì)ABS的生成有顯著影響，所以對(duì)于不同含硫量的煤種，氨逃逸量的控制要求也不同[9]：低硫煤(含硫量1%)時(shí)氨逃逸率小于6μL/L；中硫煤(含硫量1.5%)時(shí)氨逃逸率小于4μL/L；高硫煤(含硫量3%)時(shí)氨逃逸率小于2μL/L。

影響氨氣逃逸率過(guò)大的主要因素如下[9]。

2.2.2.1流場(chǎng)不均勻

煙氣流場(chǎng)不均勻使得在煙氣流速較高的部位氨氣與煙氣無(wú)法充分混合，并且煙氣流場(chǎng)偏差會(huì)造成噴氨格柵及催化劑的過(guò)度吹損。噴氨管道被吹損出現(xiàn)孔洞，會(huì)引起NH3與NOx物質(zhì)的量比分布不均勻，氨和煙氣混合較差，同時(shí)煙氣速度的偏差越大意味著化學(xué)反應(yīng)時(shí)間偏差越大，最終導(dǎo)致SCR脫硝出口NOx質(zhì)量濃度不易控制，氨逃逸率增大。

對(duì)1號(hào)SCR脫硝裝置性能進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，SCR反應(yīng)器進(jìn)口的煙氣流速分布均小于設(shè)計(jì)的最大流場(chǎng)偏差(10%)，A側(cè)進(jìn)口流速的相對(duì)偏差為9.2%，平均值為14.1m/s；B側(cè)進(jìn)口流速的相對(duì)偏差為9.6%，平均值為14.3m/s。兩側(cè)流場(chǎng)偏差值均小于設(shè)計(jì)值，因此，流場(chǎng)不均勻不是氨逃逸率增大的主要原因。

2.2.2.2噴氨調(diào)節(jié)差

在SCR脫硝過(guò)程中氨的噴入量是由各噴氨格柵調(diào)整門控制的，氨氣的噴入量應(yīng)按照設(shè)定的NH3與NOx物質(zhì)的量比或滿足機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行負(fù)荷條件下脫除NOx的需要量而設(shè)定[10]。而該廠運(yùn)行中，各噴氨格柵調(diào)整門全開，通過(guò)A、B側(cè)總門來(lái)調(diào)節(jié)噴氨總量，調(diào)節(jié)效果得不到保證。調(diào)節(jié)效果差意味著局部噴入的氨氣大于需要值，形成氨逃逸。

脫硝性能測(cè)試結(jié)果顯示脫硝反應(yīng)器進(jìn)口的NOx分布是比較均勻的，對(duì)于A、B反應(yīng)器，NOx質(zhì)量濃度的相對(duì)偏差分別僅為6%和4%。但催化劑出口的NOx分布十分不均勻，對(duì)于A、B反應(yīng)器，NOx質(zhì)量濃度的相對(duì)偏差分別高達(dá)80%和62%。A反應(yīng)器出口NOx質(zhì)量濃度的分布呈現(xiàn)固定端高、擴(kuò)建端低的規(guī)律。B反應(yīng)器出口NOx質(zhì)量濃度的分布呈現(xiàn)擴(kuò)建端高、固定端低的規(guī)律。把A、B反應(yīng)器作為一個(gè)整體來(lái)看，NOx質(zhì)量濃度呈現(xiàn)兩端高、中間低的分布規(guī)律。

針對(duì)反應(yīng)器出口NOx質(zhì)量濃度的實(shí)際偏差情況，對(duì)噴氨格柵進(jìn)行了調(diào)整。調(diào)整思路是減少中間的噴氨量，適當(dāng)增加兩側(cè)區(qū)域的噴氨量。每個(gè)反應(yīng)器均有5個(gè)噴氨格柵手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，編號(hào)由A1至A5和由B1至B5。調(diào)整前，所有注氨格柵的手動(dòng)門的開度為“全開”位置。調(diào)整共進(jìn)行了2次。第一次調(diào)整是將A3、A4、A5、B1、B2、B3關(guān)至50%，其他維持不變，調(diào)整后噴氨流量、出口NOx質(zhì)量濃度分布的變化不大；于是進(jìn)行第二次調(diào)整，將A4、A5關(guān)至25%，其余閥門維持第一次調(diào)整后的開度，調(diào)整后出口NOx質(zhì)量濃度分布不均勻并沒(méi)有得到改善，稀釋風(fēng)總流量(標(biāo)態(tài)下的體積流量，下同)下降約100m3/h。

1號(hào)脫硝高溫稀釋風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)為：稀釋風(fēng)流量qV=2 200m3/h、風(fēng)壓p=10kPa、風(fēng)溫t=305 ℃，而實(shí)際運(yùn)行中qV為1 500～1 800m3/h、p為6～8kPa、t為280～310 ℃。在環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)提高后，隨著投入的尿素溶液量增加，需要的熱解風(fēng)量相應(yīng)增加，但是稀釋風(fēng)機(jī)與設(shè)計(jì)風(fēng)量偏差較大。根據(jù)稀釋風(fēng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，初步判斷是管道阻力過(guò)大導(dǎo)致稀釋風(fēng)機(jī)出力不足。受稀釋風(fēng)總量偏低制約，為了安全性考慮，試驗(yàn)結(jié)束后噴氨格柵所有閥門恢復(fù)至全開的位置。因此反應(yīng)器內(nèi)部噴氨流場(chǎng)極不均勻，嚴(yán)重影響脫硝效率，導(dǎo)致局部氨逃逸增加。

2.2.2.3運(yùn)行溫度低

SCR催化劑的活性溫度區(qū)間通常為320～400 ℃，SCR裝置最低運(yùn)行溫度必須高于催化劑最低溫度限值。當(dāng)運(yùn)行溫度低于該值時(shí)，催化劑活性下降，為保證脫硝效率，需噴入更多的氨，必然導(dǎo)致氨逃逸增大。如果運(yùn)行溫度長(zhǎng)期過(guò)低，尤其是處于ABS液態(tài)溫度區(qū)間時(shí)，ABS長(zhǎng)期黏附在催化劑層，將導(dǎo)致催化劑活性明顯下降，甚至導(dǎo)致催化劑不可恢復(fù)性失活。當(dāng)運(yùn)行溫度低于ABS露點(diǎn)溫度時(shí)，連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間必須控制在300h以內(nèi)，同時(shí)每層催化劑各點(diǎn)的溫度必須在270 ℃以上[6]。

該廠要求鍋爐啟動(dòng)后SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度超過(guò)300 ℃才開始噴氨，停爐時(shí)低于300 ℃退出噴氨，正常運(yùn)行中，SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度不會(huì)低于320 ℃，因此不存在運(yùn)行溫度低、催化劑活性降低造成氨逃逸率增加。

2.2.2.4催化劑老化

在SCR脫硝裝置運(yùn)行期間，燒結(jié)、磨損、中毒和積灰等現(xiàn)象都會(huì)引發(fā)催化劑的失活、老化。這使得在保證脫硫裝置出口NOx質(zhì)量濃度不超標(biāo)的情況下，不得不噴入更多的氨，造成氨逃逸率增加。機(jī)組每年定期檢修時(shí)均會(huì)對(duì)催化劑模塊進(jìn)行分析化驗(yàn)，并根據(jù)催化劑老化情況對(duì)各層催化劑進(jìn)行科學(xué)地更換或再生。

2.2.2.5氨逃逸率檢測(cè)不準(zhǔn)確

氨逃逸率的檢測(cè)不及時(shí)、檢測(cè)值的不準(zhǔn)確使得在不同負(fù)荷、脫硝效率和NOx質(zhì)量濃度下無(wú)法正確監(jiān)控氨逃逸的情況，造成氨逃逸率增大。該電廠統(tǒng)計(jì)了1號(hào)鍋爐脫硝系統(tǒng)1月份的運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，氨逃逸率部分?jǐn)?shù)據(jù)為零甚至為負(fù)值，不準(zhǔn)確，這失去監(jiān)控意義。分析認(rèn)為該廠剛更換新型氨逃逸檢測(cè)表計(jì)，未及時(shí)校對(duì)、標(biāo)定表計(jì)是氨逃逸率檢測(cè)不準(zhǔn)確最主要的原因。

基于以上原因分析，稀釋風(fēng)系統(tǒng)阻力大導(dǎo)致稀釋風(fēng)風(fēng)量不足而引起的噴氨調(diào)節(jié)差，是氨逃逸增大的主要原因。針對(duì)此原因，完成了噴氨格柵改造方案的設(shè)計(jì)，并實(shí)施改造。

3　系統(tǒng)改造方案

3.1現(xiàn)有噴氨格柵模型分析

根據(jù)SCR脫硝施工圖紙，對(duì)SCR脫硝噴氨管至噴孔的阻力進(jìn)行模擬計(jì)算。按稀釋風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行風(fēng)量qV=1 765m3/h計(jì)算的結(jié)果顯示：模型出口的靜壓為0時(shí)，模型煙氣入口的全壓約885Pa，氨/空氣混合氣入口的全壓約5 823Pa，模型煙氣出口的全壓約133Pa。第一催化劑上層上方0.5m截面煙氣中氨的質(zhì)量濃度偏差約6.67%。為了降低噴氨管道的壓力損失，同時(shí)增強(qiáng)氨與煙氣混合的均勻性，并在考慮降低改造成本的基礎(chǔ)上，提出如下系統(tǒng)改造方案：

a)增加每根噴氨管的開孔數(shù)量，開孔后總數(shù)量約為原來(lái)數(shù)量的2倍，新開孔孔徑與原開孔直徑(8mm)相同。

b)增大兩側(cè)噴氨孔直徑。每根噴氨管第一組及最后一組的噴氨孔距兩側(cè)煙道壁面120mm，而增加孔數(shù)后2組噴孔之間的間距由240mm減少至120mm，原噴氨孔孔徑均為8mm，造成中間噴氨量相對(duì)有所增加，而兩側(cè)噴氨量相對(duì)減少。為了保證兩側(cè)噴氨量與所對(duì)應(yīng)的流場(chǎng)區(qū)域相匹配，增大兩側(cè)噴氨孔直徑為10mm。

c)為有效加強(qiáng)氨的混合均勻性，減少噴氨前彎頭處導(dǎo)流板的加強(qiáng)筋板數(shù)量，由原來(lái)的3片改為僅中間1片。

3.2改造數(shù)值模擬結(jié)果

按照現(xiàn)有稀釋風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量qV=2 200m3/h，在模型煙氣入口、出口全壓不變的情況下，通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，得出結(jié)果：

a)對(duì)噴氨阻力進(jìn)行核算，采用增加噴氨孔數(shù)方案可以將噴氨管道整體壓力損失由改造前的8 088Pa降低至2 718Pa，降低了5 370Pa。

b)對(duì)氨混合狀況進(jìn)行核算，采用減少加強(qiáng)筋板數(shù)量方案，可有效加強(qiáng)氨的混合均勻性，第一催化劑上層上方0.5m截面煙氣中氨的質(zhì)量濃度偏差可從6.84 %降低至4.17 %。

4　系統(tǒng)改造后運(yùn)行效果分析

9月初停爐后，按以上方案對(duì)脫硝系統(tǒng)實(shí)施改造后，在同等運(yùn)行工況下，各噴氨格柵調(diào)整門全開時(shí)，稀釋風(fēng)風(fēng)量由改造前的1 800m3/h提高到改造后的2 200m3/h，流量?jī)糁堤岣吡?00m3/h，效果明顯。結(jié)合SCR脫硝性能測(cè)試，運(yùn)行中進(jìn)行了噴氨流場(chǎng)調(diào)整工作，對(duì)A、B側(cè)共10個(gè)噴氨調(diào)整門分別進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后高溫稀釋風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)為：qV為1 800～2 000m3/h、p為6～7kPa。增加噴口數(shù)量降低了噴氨管道的壓力損失，同時(shí)增強(qiáng)氨與煙氣的混合。改造后SCR反應(yīng)器出口NOx質(zhì)量濃度A、B兩側(cè)的偏差分別下降至17%、15%，降低脫硝氨逃逸率的改造較為有效。

系統(tǒng)改造期間清除空預(yù)器管箱浮灰，并用15～30MPa的高壓水逐一沖洗干凈管箱內(nèi)各管束。1號(hào)爐低溫空預(yù)器前后壓差由清洗前的1 580Pa大幅降低至510Pa，排煙溫度由174 ℃降低至155 ℃，引風(fēng)機(jī)總電流降低28A左右。10月底停爐檢查，空預(yù)器積灰情況良好。運(yùn)行累計(jì)4個(gè)月，空預(yù)器壓差、排煙溫度和引風(fēng)機(jī)總電流保持較為穩(wěn)定，見表3?？疹A(yù)器積灰情況得到了有效控制，引風(fēng)機(jī)電耗和排煙溫度大幅降低，節(jié)約了廠用電，大大提高了機(jī)組熱效率。

表3改造實(shí)施后效果

日期鍋爐蒸發(fā)量/(t·h-1)SCR反應(yīng)器入口氧體積分?jǐn)?shù)/%A、B引風(fēng)機(jī)總電流/A低溫空預(yù)器壓差/Pa2015-09-104153.401195102015-10-104183.411205202016-01-264113.481215102016-02-154153.471225302016-03-154143.51122530日期排煙溫度/℃SCR反應(yīng)器入口NOx質(zhì)量濃度/(mg·m-3)SCR反應(yīng)器出口NOx質(zhì)量濃度/(mg·m-3)2015-09-10155286482015-10-10156311242016-01-26156317252016-02-15157320332016-03-1515731241

5　其他減輕空預(yù)器積灰措施

5.1鍋爐方面

可通過(guò)采取以下措施減緩空預(yù)器堵塞的速度：

a)合理調(diào)整鍋爐燃燒，在滿足SCR反應(yīng)器入口氧的體積分?jǐn)?shù)不低于3.0%的前提下調(diào)整配風(fēng)，通過(guò)調(diào)整二次風(fēng)門和燃盡風(fēng)門開度，降低SCR反應(yīng)器入口NOx質(zhì)量濃度，從而減少SCR脫硝噴氨量，減少氨逃逸。

b)注意控制鍋爐高溫省煤器出口煙溫即SCR反應(yīng)器入口煙溫，保證SCR催化劑反應(yīng)溫度不低于要求值，減少氨逃逸的發(fā)生。

c)在燃燒高硫煤種時(shí)相應(yīng)地加強(qiáng)空預(yù)器吹灰。

5.2環(huán)保方面

可通過(guò)采取以下措施減少氨逃逸的發(fā)生：

a)運(yùn)行中嚴(yán)格控制氨逃逸率?？刂颇蛩厝芤簢姌屃髁坎淮笥?.069 m3/h、熱解爐出口溫度不小于350 ℃、保持SCR反應(yīng)器兩側(cè)出口NOx質(zhì)量濃度偏差不大于10 mg/m3，盡量保持低氨逃逸率運(yùn)行，嚴(yán)禁采取氨逃逸率超標(biāo)的方法來(lái)控制NOx排放值。

b)對(duì)氨逃逸率檢測(cè)表計(jì)進(jìn)行校對(duì)、標(biāo)定，確定氨逃逸率監(jiān)測(cè)值的準(zhǔn)確性。

c)加強(qiáng)脫硝性能測(cè)試。重點(diǎn)檢查催化劑的活性、SCR反應(yīng)器流場(chǎng)分布、氨逃逸率等，并注意改善SCR反應(yīng)器入口流場(chǎng)分布。

d)停爐后加強(qiáng)檢查脫硝SCR反應(yīng)器內(nèi)部情況，重點(diǎn)檢查噴氨格柵、催化劑積灰和殼體漏風(fēng)等。

6　結(jié)束語(yǔ)

鍋爐空預(yù)器ABS堵塞問(wèn)題，在各電廠進(jìn)行煙氣污染物超潔凈排放技術(shù)改造后變得越來(lái)越突出。不管是管式空預(yù)器還是板式空預(yù)器，預(yù)防ABS堵塞的措施大同小異，要針對(duì)其生成原因，具體問(wèn)題具體分析，并針對(duì)性地進(jìn)行防范，這對(duì)電廠的節(jié)能減排工作具有重要的意義。

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(編輯霍鵬)

Reason Analysis and Countermeasure for Ammonium Bisulfate Blocking Air Preheater of 100 MW Coal-fired Boiler

GUO Yijie

(Guangzhou Wanglong Thermal Power Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong 511340, China)

After ultra-clean emission transformation on flue gas pollutants, there is a problem of ammonium bisulfate (ABS) severely blocking the tubular air preheat. Thus, this paper introduces form mechanism of ABS and analyzes reasons for ABS. Based on theoretical analysis and combining with practical situation of the power plant, it proposes schemes of increasing spouts of ammonia injection grid and reforming deflector at the elbow so as to dilute wind resistance and improve uniformity and adjustability of ammonia injection flow field. Dilute wind flow after transformation obviously promots, unevenness of NOxmass concentration at the outlet of selective catalytic reduction (SCR) reactor obviously decreases and pressure differential of the air preheater apparently decreases and stable. Results indicate that the problem of ABS blocking the air preheater has been effectively solved.

denitration transformation; tubular air preheater; ammonium bisulfate; ammonia escape; blocking

2016-06-07

10.3969/j.issn.1007-290X.2016.09.001

X773

B

1007-290X(2016)09-0001-06

郭義杰(1979)，男，河南商丘人。工程師，工程碩士，主要從事電廠技術(shù)管理工作。