简述空预器污堵防治

简述空预器污堵防治

吴小男

河北大唐国际张家口热电有限责任公司 河北省张家口市 075000

摘要：通过空气动力场、一次风调平实验、锅炉出口氧量的控制、二次风配风调整降低脱硝入口NOx生成量；进行脱硝调平实验、控制脱硝出口NOx排放值减小喷氨量，降低氨逃逸；结合机组检修期间对空预器进行水冲洗或更换换热元件、机组启停期间通过烟气旁路投入满足脱硝烟温的要求、弹性减排期间改变空预器吹灰方式，达到缓解空预器污堵的目的。

2021年-2022年一个运行周期：2号炉1、2号空预器压差分别由1.20kPa、1.20kPa涨至1.40kPa、1.33kPa，分别升高0.20kPa、0.13kPa，对比2020年-2021年1、2号空预器升高幅度分别下降64.52%，89.08%。

关键词：空预器；SCR；硫酸氢氨；氮氧化物；压差

前言：该研究主要为解决脱硝处理过程中，产生的硫酸氢氨在空预器换热元件表面沉积导致空预器污堵的问题。

煤在燃烧过程中氮和氧元素会生成生成氮氧化物，人直接吸入会引发呼吸道疾病，氮氧化物与紫外线结合产生光化学污染对人的眼睛会造成灼伤，和水形成的酸雨会对植物、土壤等造成不同程度的破坏。因此在生产过程中需要对烟气进行脱硝处理，脱硝处理过程中必然会产生硫酸氢氨，硫酸氢氨在空预器换热元件表面沉积导致空预器污堵，成了火电机组长周期运行的制约因素。

2015年环保部要求火力发电厂烟气中氮氧化物含量按照小于50mg/Nm3的标准实现超净排放，各电厂开始了如火如荼的超低排放改造。2017年以来张家口地区频繁执行弹性减排，火力发电厂烟气中氮氧化物含量按照小于30mg/Nm3的标准实现超净排放。通过增加脱硝喷氨量来降低烟气中氮氧化物的排放量，这样必然增加氨逃逸的数值，空预器堵塞的情况进一步加剧，如何在线降低空预器压差成为我公司技术攻关的主要方向，本文以我公司为例针对如何在线降低空预器压差进行分析，以供同行探讨。

下面介绍一下我公司减缓空预器污堵的方法。

一、机组启停期间预防

1. 严格控制入炉煤煤质，锅炉启动时应燃用优质煤，低位发热量4000-4500大卡、硫分不大于1%、挥发分不低于20%。
2. 机组启动过程中，启动引风机前启动稀释风机；停运过程中，停运引风机后再停运稀释风机，防止飞灰堵塞喷嘴。
3. 机组启动过程中，确保凝结水、给水加热系统尽早投运，提高给水温度，减少给水在省煤器处吸热量，提高SCR入口烟温，投入尾部烟道烟气旁路调节烟气温度，脱硝投运烟气温度控制在307℃以上。
4. 机组启动时空预器投入连续吹灰，避免油污污染空预器换热元件，机组并网后对空预器连续吹灰一天，确保将机组启动过程中换热元件粘的油污清除。
5. 机组停运过程中，控制脱硝入口烟温不低于307℃，否则投入烟气旁路或停运脱硝喷氨系统。
6. 机组停运后，根据机组停运时间安排对空预器进行水冲洗或更换换热元件，确保机组启动后满负荷时空预器压差在1.2kPa以内。
7. 每年机组检修期间更换一层脱硝催化剂，确保催化剂活性。

二、机组运行中控制

1. 机组启动后进行带粉一次风调平实验，确保炉内有较好的火焰充满度，合理的火焰中心位置，良好的气氛。

表1 2号炉带粉一次风调平实验数据

2. 降低脱硝入口NOx生成量，通过配风调整，根据不同负荷对脱硝入口NOx生成量制定控制标准，超过标准值在智能辅助监盘系统报警提示运行人员调整，并将绩效系统内脱硝入口NOx生成量划分为20个得分区间，对监盘人员实时考核。
3. 控制总排口NOx排放值，防止过喷氨，对控制不好的机组，重点监督、指导调整。将绩效系统内总排口NOx排放值划分为11个得分区间，对监盘人员实时考核，在70%-80%目标值区间得分最高。对总排口NOx长时间低于20 mg/Nm3的进行积分考核，达到15分钟积1分，达到20分钟积2分，按100元/积分进行考核，月底按积分由少到多进行排名，按考核金额的50%、30%、20%的比例分别返还给前三名。
4. 通过在绩效系统内加入NH3逃逸率指标，达到3ppm进行相应扣分，不断优化绩效系统内脱硝出、入口NOx得分区间及得分比例，引导运行人员主动调整，降低喷氨量。
5. 供暖期根据环境温度变化，对暖风器出口温度控制目标值不断进行调整，根据环境温度、排烟温度变化将暖风器出口温度逐渐由20-25℃提至30-35℃。
6. 弹性减排期间空预器连续吹灰，对吹灰压力、投入情况进行监督。通过调整进汽压力，控制吹灰器进汽压力在0.93MPa-1.07MPa之间，确保空预器吹灰效果，避免因压力高吹损空预器换热元件。
7. 根据空预器压差变化情况，对两侧风机出力、喷氨量偏差控制量不断优化。单侧空预器压差有增大趋势时，在出口NOx不超标的前提下，适当提高污堵侧脱硝出口氮氧化物，控制污堵侧送风机动叶比另一侧送风机动叶开度小5%左右，引风机电流比另一侧引风机电流大5A-10A。
8. 尿素、液氨切换后或烟气流场发生明显变化时，进行脱硝调平实验。2号炉于2022年1月采取拉网格方式进行脱硝调平实验，并根据实验情况对2号炉B侧出口NOx测点移位，移位后测点更具有代表性，进一步减少了喷氨过喷现象，脱硝调平、测点移位后日耗氨量共下降13.33%。

表22号炉脱硝调平实验数据

三、降低脱硝入口NOx生成量措施

机组高负荷时二次风配风采用均等配风方式，以降低火焰中心，机组低负荷时采用缩腰型配风方式，保持锅炉燃烧稳定，根据大风箱压力，可适当开大燃烬风开度，把燃烧区分为两部分，降低脱硝入口NOx生成量。

经过对锅炉不同工况进行燃烧调整实验，在不同负荷及不同磨煤机组合下进行燃烧配风调整积累一定经验，降低锅炉SCR入口NOx同时保证锅炉效率、控制飞灰含碳量、再热汽温偏差方面达到一个相对较好的效果。

（一）配风调整操作注意事项

1. 运行磨煤机对应辅助风档板开度最低不小于20%，各运行磨煤机周界风开度不小于10%；底部二次风开度不小于40%。
2. 进行磨煤机组合变换调整操作时，磨煤机组合方式应考虑机组负荷；无特殊情况不允许隔层燃烧运行。
3. 加强锅炉各受热面管壁温度监视，防止出现受热面管壁超温现象。如发现受热面管壁超温时应及时进行调整，消除超温。
4. 任何工况运行时空预器入口烟气含氧量严禁低于2%，二次风箱与炉膛压差严禁小于100Pa。

（二）燃烧调整规范

1. 锅炉燃烧状态总体良好的标准是锅炉具有良好的空气动力场，较好的火焰充满度，合理的火焰中心位置，良好的气氛。
2. 在满足锅炉合适氧量前提下，应适当降低一次风机风压设定偏置为负值，注意监视运行磨煤机参数，防止堵磨。
3. 控制一次风率不高于30%，否则应根据煤质及石子煤量情况适当降低磨煤机通风量；密封风机入口调整门控制在20%-40%，备用或停运磨煤机密封风电动门、冷、热一次风调节门应及时关闭，减小进入炉膛冷风量、降低氧量、降低NOx生成量。
4. 因5号磨煤机运行会使NOx生成量升高50mg/Nm3以上，4台磨运行时采取下4台磨运行方式，无特殊原因不得启5号磨煤机。
5. 加强设备运行参数监视，发现参数异常应及时调整，经分析为测点问题应及时通知设备部热控人员处理。尤其应加强对锅炉省煤器出口、空预器入口烟气含氧量、锅炉送风量、磨煤机一次风量监视，发现参数失真时，应加强分析、联系处理。

（三）氧量及NOx控制

1. 100%负荷1-5号磨运行时, 通过配风调整氧量控制在2.8%～3.2%，调整稳定后可将SCR两侧入口NOx分别控制在250mg/Nm3、210mg/Nm3以下。
2. 90%负荷1-5号磨运行时, 通过配风调整氧量控制在3.5%～4.0%，调整稳定后可将SCR两侧入口NOx分别控制在260mg/Nm3、220mg/Nm3以下。
3. 80%-90%负荷1-5号磨运行时,参照90%负荷，1-5号磨运行调整控制；1-4号磨运行时,参照80%负荷，1-4号磨控制。
4. 80%负荷1-4号磨运行时，通过配风调整氧量控制在4.0%～5.0%，调整稳定后可将SCR两侧入口NOx分别控制在230mg/Nm3、190mg/Nm3以下。
5. 70%负荷1-4号磨运行时，通过配风调整氧量控制在4.0%～5.0%，调整稳定后可将SCR两侧入口NOx分别控制在260mg/Nm3、220mg/Nm3以下。
6. 60%负荷2-4号磨运行时，通过配风调整氧量控制在5.5%～6.0%，调整稳定后可将SCR两侧入口NOx分别控制在320mg/Nm3、280mg/Nm3以下。
7. 50%负荷2-4号磨运行时，通过配风调整氧量控制在6.2%以下，调整稳定后可将SCR两侧入口NOx分别控制在360mg/Nm3、320mg/Nm3以下。
8. 当NOx增大时，任何工况下都可适当开大KK、LL层燃尽风门，这样可以较快降低NOx含量。也可以适当降低氧量，当飞灰、炉渣含碳量增大或再热汽温偏差大时，二次风辅助风门进行适当开大。
9. 各风门可根据运行情况，适当调整开度（10%左右的调整量）来保证飞灰、炉渣含碳量不出现过高的情况。

四、控制脱硝出口NOx排放值平稳

控制脱硝出口NOx平稳，减少大幅度波动，不得连续15分钟低于20mg/Nm3，且净烟气NOx浓度小时均值应按排放标准值（50 mg/Nm3）的70%～80%控制，防止喷氨过量，控制NH3逃逸率小于3ppm。如地方政府有弹性减排要求，按弹性减排通知调整。

五、结语

2021年-2022年一个运行周期，共执行10次弹性减排，持续32天：2号炉1、2号空预器压差分别由1.20kPa、1.20kPa涨至1.40kPa、1.33kPa，分别升高0.20kPa、0.13kPa，对比2020年-2021年（1、2号空预器压差分别升高0.62kPa、1.19kPa）1、2号空预器压差升高幅度分别下降64.52%、89.08%。

表32号炉空预器压差2021年-2022年升高值对比2020年-2021年变化

实践证明，通过空预器水冲洗或更换换热元件、更换脱硝催化剂，脱硝调平实验、一次风带粉调平实验、烟气旁路的使用、降低脱硝入口

NOx生成量、控制脱硝出口NOx排放值、调整空预器吹灰方式等多种手段，空预器压差可控，能保证机组长周期安全稳定运行。

[参考文献]

[1] 吴小男，赵新春，王冬梁.《2X315MW集控主机规程》河北大唐国际张家口热电有限责任公司2022修订版

[2] 吴小男，赵新春，王冬梁.《2X315MW集控辅机规程》河北大唐国际张家口热电有限责任公司2022修订版

[3] 张东山，岳晓楠，韩永平.《2X315MW辅控运行规程》河北大唐国际张家口热电有限责任公司2022修订版

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