电厂硫酸氢铵造成的空预器堵塞治理实践.docx

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1、电厂硫酸氢钱造成的空预器堵塞治理实践目录1 .前言12 .概述13 .硫酸氢铁生成原理及危害34,空预器压差偏高在运行过程中可能存在的风险45 .空气预热器堵塞运行调整预防措施46 .解决硫酸氢钱造成空预器堵塞问题原理及方法56.1.解决思路56.2.提高烟温治理硫酸氢核堵塞可行性分析67 .现场治理方案实施及效果78 .结语81.刖百本方法从热二次风再循环、脱硝烟气旁路、送引风机协同调整，提高排烟温度，整体提高空预器运行温度，同时通过低省控制空预器出口温度，减少对电除尘及后续设备影响，通过具体实践克服了空预期电流波动，炉膛气温偏差，电除尘入口烟温过高等难题。有效了遏制并控制了硫酸氢铁堵塞的发

2、展趋势，保证了机组长时间运行后带负荷能力。2.概述对于SCR法烟气脱硝，氨气和NoX不能能全部混合，逃逸是不可避免的，当逃逸率超标时氨气与三氧化硫反应生成硫酸氢钱堵塞空预器。硫酸氢钱因其特殊物理性质，极易吸附并粘结在空预器换热元件上，常规的蒸汽吹灰和激波吹灰难以去除。目前解决办法有在线高压水冲洗，由于在机组运行期间进行冲洗，对空预器及其后电除尘安全有较大影响，极易发生空预器电流波动大而跳闸，有较大安全风险，对设备和机组工况要求较为苛刻，在公司#4炉运行期间曾进行过实验，空预器曾发生电流波动超过额定值，压差减小效果不明显而未继续实施。大唐三门峡发电有限责任公司的2台630MWHG-1900/25

3、.4YM4型锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司利用英国三井巴布科克能源公司(MB)的技术支持，进行设计、制造的。锅炉为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生(BenSon)直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、冗型布置。锅炉岛为露天布置。锅炉燃用义马和三门峡当地混煤、常村煤及铜川煤。30只低NOX轴向旋流燃烧器(1NASB)采用前后墙布置、对冲燃烧，6台ZGM1I3N中速磨煤机配正压直吹制粉系统。大唐三门峡发电有限责任公司2台630MW锅炉于2014年完成脱硝改造，最初设计排放值为小于200mgNm30采用的选择性催化还原法SCR脱硝工艺，SCR反应器布

4、置在锅炉省煤器出口和空气预热器之间，设计有三层催化剂层，要求运行温度在300C400C范围，针对锅炉低负荷及深度调峰情况SCR入口烟温不到300问题，脱硝入口设计烟气旁路，锅炉水平烟道后部引出高温烟气进入SCR入口与原烟气混合后，保证SCR脱硝反应温度在设计范围内。SCR烟气脱硝系统的还原剂采用液氨，期2台锅炉的脱硝系统共用一个还原剂储存与供应系统，在脱硝反应器进、出口安装实时监测装置，具有就地和远方监测显示功能，监测的项目包括：进出口NO、烟气流量、烟气温度、O2NH3逃逸、差压等。针对硫酸氢钱堵塞问题，空预器更换两段式换热元件，中温段和低温段一体化，但#4机组改造后运行一段时期后，空预期堵

5、塞现象严重，引风机入口负压已到极限值，炉膛负压大幅波动。2015年根据河南省政府蓝天行动文件要求，河南省内所有火电机组必须逐步达到超低排放标准。#4机组在2015年12月份完成超净排放改造后，为了控制出口不超过50mg,必然会加大喷氨量来控制排放。硫酸氢铁堵塞的问题进一步严重。在机组启动运行仅36天后，就出现了空预器压差急速增大，炉膛负压波动，日常性的蒸汽和激波吹灰不能遏制空预期压差发展。2016.3.12. #4机组启动后第36天，#4B空预器压差情况，最大值4.6Kpao3.硫酸氢铁生成原理及危害硫酸氢钱的生成作为选择性催化还原法SCR脱硝的副反应，与煤种硫份和SCR未反应完全逃逸到烟气中

6、N&有直接关系。通常情况硫酸氢镂的熔点为147,当环境温度达到此温度时，硫酸氢钱以液体形式在物体表面聚集或以液滴形式分散在烟气中，硫酸氢钱是一种粘性很强的物质，极易粘附在物体上难以去除，而且有较强的吸潮性，当温度继续升高至250C以上，硫酸硫酸氢钱由液态升华为气态。锅炉空预器运行温度梯度一般在120C300C,硫酸氢铁的物理性质和决定随着烟气温度在空预器中大幅降低在空预器中低温区域沉积，未沉积的硫酸氢铁吸附在烟气中烟尘转换为固态，在电除尘中进行除去。防止硫酸氢钱的生成主要有控制氨逃逸率和降低入炉煤硫份。锅炉运行中氨逃逸超标的主要原因有以下几种1）一是脱硝烟气流场不均匀，造成局部喷氨量过大引起逃

7、逸；2）二是脱硝喷嘴未针对烟气流场进行调整，造成N国浓度场分布不均；3）三是对氨逃逸率监视手段有限；4）四是空预器堵塞后，烟气量减少、排烟温度降低扩大了硫酸氢钱的沉积区域；5）五是机组一直低负荷运行排烟温度偏低，也扩大了硫酸氢镂的沉积区域；6）六是机组负荷波动频繁，NOX生成随负荷变化而变化，喷氨调节存在一定的滞后性，造成过喷现象。硫酸氢钱沉积在空预器中，造成空预器堵塞，对锅炉安全运行有极大的危害：1）一是由于两台空预器阻力不同，造成低负荷、低烟气量时引风机发生抢风现象，造成炉膛负压大幅波动，危及机组安全运行；2）二是由于空预器的堵塞不均匀，引起一、二次风压和炉膛负压周期性波动；3）三是空预器

8、阻力增大后风烟系统电耗增大；4）四是空预器堵塞后阻力增大，局部烟气流速变快，空预器蓄热元件磨损加剧，严重时会造成蓄热元件损坏;5)五是空预器堵塞造成烟气系统阻力增大，引风机出力无法满足机组满负荷运行，造成机组限出力；6)六是最终很可能由于空预器堵塞机组被迫停运检修。4.空预器压差偏高在运行过程中可能存在的风险(1)空预器局部堵灰，在回转运行过程中，堵塞部分交替经过烟气仓、一次风仓、二次风仓，会造成一次风压、二次风压、炉膛负压的周期性波动，严重影响锅炉安全稳定运行。(2)由于空预器差压升高，烟气阻力增大，将会引起引风机电耗上升且容易引发引风机失速，严重时引风机、送风机、一次风机发生抢风现象或风机

9、跳闸，机组RB动作，影响机组负荷。(3)空预器堵灰使空预器差压增大，漏风量增大。(4)空气预热器堵灰及腐蚀时，空气预热器出口一、二次风温降低，排烟温度升高，锅炉效率降低。(5)沉积在空预器蓄热元件上的硫酸氢钱、水蒸汽及SO3腐蚀蓄热元件，影响预热器的换热；而空气预热器腐蚀时，受热面光洁度严重恶化，加重了空气预热器的积灰。5 .空气预热器堵塞运行调整预防措施在锅炉运行过程中，通过脱硝系统、燃烧系统、制粉系统的优化调整，降低NOX的生成量，同时有效控制脱硝后的氨气逃逸量，降低硫酸氢钱的生成量；通过空预器进出口温度的优化控制以及空预器吹灰方式的优化调整，降低硫酸氢镂在空预器受热元件上沉积量，具体实施

10、内容如下：(1)由于系统膨胀、振动以及锅炉烟道内部积灰等原因造成锅炉脱硝系统各喷氨口喷氨流量发生变化，导致脱硝催化剂喷氨不均，局部氨气流量过高，最终导致脱硝系统“氨逃逸”飙升，促使空气预热器堵塞。结合机组检修后启动过程，对锅炉脱硝系统各喷氨口流量按设计曲线进行准确标定，保证脱硝系统催化剂区域氨气均匀分布。避免局部氨气流量过高、过低问题，降低“氨逃逸”，从而缓解空气预热器堵塞。(2)通过低氮燃烧器与锅炉燃尽风配合调整降低脱硝入口NOX生成量，降低锅炉脱硝系统入口N0的生成量，减少脱硝系统用氨量，进而降低脱下系统“氨逃逸”，缓解空气预热器堵塞。(3)掺烧高硫煤优化磨煤机运行方式，高比例的SO2与脱

11、硝系统催化剂主要成分V2O5快速反应生成SO3,SO3遇逃逸的氨气即形成硫酸氢铁，堵塞空气预热器。优化磨煤机运行方式，如三仓高硫煤配比一仓优质煤一仓低热值煤等运行方式，竭尽所能降低锅炉烟气中SO2占比，降低硫酸氢镂的生成，延长空气预热器运行周期。(4)优化空气预热器吹灰方式，减缓空气预热器堵塞从三分仓回转式空气预热器说明以及空气预热器吹灰器说明书中了解到，空气预热器热端吹灰器主要用于机组启停，防止空气预热器热端发生二次燃烧，空气预热器冷端吹灰器主要用于空气预热器清理积灰。(5)规范锅炉脱硝系统出口N0的控制，降低脱硝系统喷氨量，降低氨逃逸根据国家环保节能减排工作要求，在保证环保参数合格的情况下

12、NoX排放值沿上限运行。6 .解决硫酸氢铁造成空预器堵塞问题原理及方法6.1.解决思路针对硫酸氢镂的物理性质，发现根据温度不同，呈现不同的物理状态，在147C以下，呈现坚固的固态；在147C250C范围内，呈现称严重的鼻涕状态，常规的蒸汽吹灰和激波吹灰难以去除，在250C以上升华。由于空预器温度梯度变化从320C120C之间，这使得极易吸附并粘结沉积在空预器换热元件中部。由于这种相变在短时间是可逆的，因此提高运行温度，改变沉积区域，对已经沉积在受热面的硫酸氢镂再溶解升华，改变其沉积区域，尽量使其粘在灰上，而在下部空预器元件为一体化，不利于硫酸氢核的粘结，随着烟气冷却，硫酸氢铉固化并随烟尘早电除

13、尘除去。针对硫酸氢钱挂灰主要两段之间部位，提高温度使得过程后移，而后面条件不利于沉积在受热面上，所以进行了去除O6.2.提高烟温治理硫酸氢铁堵塞可行性分析提高烟温会来造成空预器整体运行温度区间的改变，空预器工作温度从原来的350C120C(烟气侧)，预计将会提升到380230C,之后各个运行设备运行温度均会发生改变，因此烟温改变后设备是否能安全运行，直接关系到治理方案是否可行。(1)设备安全运行温度极限考察，确定提高烟温的边界条件。通过查阅空预器说明书、低温省煤器、电除尘、引风机、脱硫吸收塔运行说明书，空预器蓄热片为普通碳钢变形温度为420,表面喷涂陶瓷的冷端蓄热元件爆瓷温度在300以上，因此

14、升温对蓄热片无影响；电除尘内部主要有阳极、阴极、电极瓷瓶等，没有对烟温有特别要求材料，但电极瓷瓶耐受温度可能是制约点，为了防止瓷瓶出现裂纹，以历史运行经验表明，温度在160无影响；引风机根据厂家提供的资料，叶片为合金钢铳制而成，提升到180温度后不会有影响，但应加强对引风机轴承温度监视；脱硫吸收塔内除雾器为塑料材质，对烟温有明确要求，要求吸收塔烟气入口温度不大于160。锅炉低温省煤器为降低电除尘及脱硫吸收塔烟温提供了解决途径，锅炉通过低温省煤器能大幅降低空预器后烟温，保证其后设备在安全温度下运行。(2)温度提高后设备变形量增加，引发动静摩擦或损坏。温度提升后，主要是考虑空预器膨胀问题。空预器转

15、子按半径6m,高度4m计算，根据不锈钢膨胀系数，冷端端径向温升150计算，冷端变形量10.8mm,轴向平均温升较小，按100极端，轴向变形量在4.4mm,询问锅炉专业空预器间隙调整的余量，经过计算此形变在空预器软性密封的允许范围之内。(3)提高烟温手段及余量分析。因为空预器入口烟温是在350,因此适当减少空预器冷二次风、一次风量，就能达到提高烟温至250C要求。查阅烟气比热容，密度，烟气流量，一次风量，二次风量，换热效率进行估算。经过计算70%锅炉负荷，将烟气量、送风量、一次风量进行如下调整，就能满足出口烟温调整要求。以提高锅炉A侧空预器出口烟温为例，锅炉A侧风烟系统调整为BMCR40%烟气量

16、，BMCR25%(送风量+一次风量)，B侧风烟系统调整为BMCR30%烟气量BMCR45%（送风量+一次风量），在就能满足。考虑到锅炉还布置了热二次风再循环、脱硝烟气旁路，因此还有较大调整余量。通过以上设备运行情况考察，风机出力分析。认为过考察热二次风再循环、脱硝烟气旁路、送引风机协同调整，提高排烟温度，整体提高空预器运行温度。在70%锅炉负荷，仅通过风机与低省配合就能满足烟温需要，并且低省后烟温满足安全运行需要。因此从方案可行，公司现场具备提高烟温进行治理条件。7.现场治理方案实施及效果2016年03月18日，由于#4B空预器压差较大，在进了充分准备情况下，进行了#4B空预器升温试验。机组带70%负荷，缓慢增大#4B