燃煤电厂空预器堵塞的原因分析和对策研究--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

燃煤电厂空预器堵塞的原因分析和对策研究

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：姚斌

[导读] 摘要：某燃煤机组为实现超低排放进行深度脱硝改造之后，在运行时空预器出现堵塞的情况，对机组的安全运行造成了很大的影响。

        （广东珠海金湾发电有限公司广东珠海 519000）
        摘要：某燃煤机组为实现超低排放进行深度脱硝改造之后，在运行时空预器出现堵塞的情况，对机组的安全运行造成了很大的影响。针对该情况分析了造成空预器堵塞的根本原因，并且提出了可行的实施对策，解决了空预器堵塞的问题，保障了机组的稳定性。
        关键词：燃煤机组；空预器；堵塞；稳定性
        Cause analysis and countermeasure research of air preheater blocking in coal-fired power plant
        Yao Bin
        （Jinwan Power Plants, Zhuhai 519050, Guangdong, China）
        Abstract: in order to achieve ultra-low emission of a coal-fired unit after the deep denitrification transformation, the pre heater is blocked in the operation time, which has a great impact on the safe operation of the unit. In view of this situation, the root cause of air preheater blocking is analyzed, and the feasible implementation measures are put forward to solve the problem of air preheater blocking and ensure the stability of the unit.
        Key words: coal fired unit; air preheater; blockage; stability
        0 引言
        随着我国燃煤电厂排放政策的推广实施，越来越多的电厂完成了超低排放的要求，极大的降低了火电对环境的污染。
        但在改造完成后也对机组的原本运行情况造成了一定的影响，某燃煤电厂在改造后就出现了空预器堵塞的情况，具体表现为空预器差压不正常的升高，极大了威胁了机组的运行稳定性，对于此问题急需找出原因和尽快解决[1]。
        1 机组相关情况
        某燃煤电厂3号机组为600MW超临界机组，脱硝系统由龙净环保公司提供，采用选择性催化还原技术，催化剂初设置2层，预留一层作为备用，保证SCR效率不低于80%。该系统的主要的设计参数如下表1所示：
        表1 机组SCR系统参数

        机组采用三分仓回转式空气预热器，在超低排放改造后运行中空预器会出现差压高的情况，严重时触发差压高报警，对此情况需要查出相关原因并且制定对策。
        2 空预器堵塞原因分析
        由于超低排放改造，SCR系统为了更好的达到脱硝的效果，烟气经过催化剂的时候就需要加强硫化物的转化，因为NH3的逃逸量就客观增大了。
        而逃逸出去的NH3会在存在O2的环境下，和NOx发生反应，主要的生成物化学式如下：
        4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O ;
        2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O 。
        但是在系统温度为300 ℃左右时，也会产生副产物，副产物的产生化学式为:
        2SO2 + O2 → 2SO3;
        NH3 + H2O + SO3 → NH4HSO4
        硫酸氢铵NH4HSO4具有极强的粘着性[2]，会随着烟气流动粘结在空预器的换热板上面，从而导致空预器堵塞情况的发生，影响机组的安全运行。
        3 空预器堵塞对策研究与实施
        空预器堵塞的情况，分析出具体原因是由于氨逃逸增多，通过化学反应生成硫酸氢氨导致。针对原因，该燃煤电厂相关技术人员提出对策和解决方案，以确保机组的稳定性。
        3.1优化脱硝系统喷氨
        降低空预器堵塞问题的根源就是降低氨逃逸，为此通过烟气速度场运行情况，对AIG喷氨设备进行调节，以便改善喷氨不均的问题，消除NH3及NOx的局部超标。并且对不同负荷的工况下，脱硝系统的性能进行分析调查，掌握脱硝装置的最佳出力，使得脱硝效率合理化、稳定化，降低后续对空预器的不利影响[3]。通过该方案的实施，使得空预器的差压得到了有效的控制，保持在1700Pa以内，如下图1所示。

        图1 优化后空预器差压曲线
        3.2空预器在线冲洗方案实施
        为了直接能够对空预器堵塞情况进行控制，还对机组实施了空预器在线冲洗系统的改造。改造方案从机组引风机旁闭式冷却水系统管道引出水源，通过减震阀，调节阀以及K2000型高压柱塞泵加压输送到机组A、B空预器内，在管道中还设置了蓄能器来保持压力的稳定，在冲洗水至空预器入口部位安装差压式滤网来过滤水中杂物，整个系统通过如上实施方案保证水源的压力和纯净度[4]。具体的实施方案如下图2所示：

        图2 空预器在线冲洗系统示意图
        空预器在线冲洗系统可以在机组运行的情况下，通过系统对空预器的冷端用高压水枪进行冲洗。冲洗中保持空预器的转动，严密检查冲洗时空预器电流不大于1A，空预器压差波动值不大于500Pa，冲洗后空预器的差压小于等于1200Pa。通过上述冲洗系统的投入运行，可以达到临时改善空预器的效果，切效果较好。冲洗前后的空预器换热片情况如下图3、4所示。

        图3 冲洗前换热器图

        图4 冲洗后换热器图
        3.3空预器升温法探究
        针对目前机组的情况，还提出了空预器升温的方法。因为硫酸氢氨的特性是其在温度150℃～230℃的时候会从固态变为气态，从而大大减轻硫酸氢氨的附着性，可以降低空预器阻塞的情况。
        为此方案进行可行性分析：
        1.空预器换热片材质是碳钢，材质本身可以承受420℃以内的温度，加上考虑冷端虚热元件，工作温度在350℃以内即可；
        2.硫酸氢氨一般会集聚在空预器的中部，如果要通过提升温度来排走硫酸氢氨，则根据空预器的温度情况，空预器后烟气温度需要达到174℃的时候，中部温度可以到230℃，使硫酸氢氨气化排出；
        3.由于空预器排烟温度的升高，为了保证整体烟气温度的均衡性，空预器另一侧的温度则一定要保持低于排出烟气的温度值，为此可以通过空预器的喷水装置来处理。
        通过上述的分析，空预器升温的方法在材质、安全、有效性等方面是可以考虑实施的，该方案可以有效解决空预器堵塞问题，不会像在线冲洗那样需要频繁操作，但是具有一定的复杂度，可以作为今后实验和实施的方向。
        4 结论
        某燃煤机组进行超低排放的改造后空预器出现堵塞的情况，极大的威胁着机组的安全运。本文针对该情况，先对堵塞原因进行分析找出原因是氨逃逸造成硫酸氢氨的形成，粘着在空预器换热片导致差压过高。然后阐述了优化AIG喷氨方案，以及在线冲洗系统方案，实施效果证明了方案的可行性，最后又对空预器升温方案进行了分析和探究，为今后的对策进行了进一步的探究。
        参考文献：
        [1] 邬东立, 王洁, 张国鑫, et al. 660 MW SCR脱硝机组空预器堵塞原因分析及对策[J]. 浙江电力, 2014(03):50-54.
        [2] 沈建军, 禾志强. 燃煤电厂超低排放形势下空预器堵塞预防措施[J]. 环境保护科学, 2017(1).
        [3] 李云东. 基于硫酸氢氨造成的空预器堵塞治理对策[J]. 产业与科技论坛, 2015(18):59-60.
        [4] 陶泽. SCR法烟气脱硝改造后基硫酸氢铵造成的空预器堵塞治理实践[J]. 山东工业技术, 2016(23).
        作者：姚斌，男，本科，助理工程师，26岁，研究方向为电力运行技术。