空气预热器堵灰典型问题浅析

发表时间:2020/3/16   来源:《电力设备》2019年第21期   作者:郑琳琳 姜聚凯
[导读] 摘要:随着SCR的投用,氨逃逸率高所造成的空气预热器堵灰已经成为了很多电厂的甩不掉的老大难问题,很多厂引风机出力不足,机组降出力运行,甚至被迫停机清洗,且空气预热器清洗困难。
        (华电莱州发电有限公司  山东莱州  261400)
        摘要:随着SCR的投用,氨逃逸率高所造成的空气预热器堵灰已经成为了很多电厂的甩不掉的老大难问题,很多厂引风机出力不足,机组降出力运行,甚至被迫停机清洗,且空气预热器清洗困难。本文通过示例对堵灰的原因进行浅析,并针对运行调整方面的措施做了一些总结,希望对电厂SCR改造后发电机组的安全运行有所助益。
        关键词:SCR;空气预热器;堵灰;分析
        引言
        空气预热器是回收排烟余热的重要设备之一,因此它的性能好坏对于锅炉整体效率的提高有很大的影响。随着SCR技术的广泛投用,在空预器低温段区间,气态氨与烟气中SO3反应生成粘性较强的NH4HSO4,容易造成空预器低温段受热面堵塞和腐蚀。空气预热器堵塞已经成为了很多电厂的甩不掉的老大难问题,很多厂引风机出力不足,机组出力受限,甚至被迫停机清洗,且空气预热器清洗困难,同时,堵塞造成的流通截面积减小、烟气流场偏流造成的局部流速过快,磨损加剧。本文通过对比空气预热器差压升高的原因及分析和采取的一些改进措施,与各位同仁共同进步!
       
        图1  空气预热器堵塞
        控制NOx排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类,一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量,即低NOx燃烧技术;二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段进行处理,即烟气脱硝技术。由于炉内低氮燃烧技术的局限性, 对于燃煤锅炉,采用改进燃烧技术可以达到一定的除NOx 效果,但脱除率一般不超过60%。使得NOx 的排放不能达到令人满意的程度,为了进一步降低NOx 的排放,必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。
       
        图2  脱硝反应机理:
       
        图3  华电集团公司脱硝装机变化
        一、空气预热器压差对标分析
        11 月上旬山东公司26 台运行机组空气预热器满负荷压差平均值1.5kPa(见下图)。高于1.8kPa 的机组4 台(潍坊3 号、章丘2 号、潍坊4 号、十电7 号)。
        如图所示。
       
        与上月相比,除莱城2 号机组空气预热器压差降低190Pa;莱城3号、潍坊3 号因燃煤硫份高等因素,空气预热器压差比上月升高800Pa以上。
       
        二、空气预热器压差异常升高原因浅析
        通过大数据分析,10 月份空气预热器压差异常的主要原因有冷端温度低、燃煤硫份高等,分析如下:
        1、莱城3 号开机后空气预热器压差持续升高
        问题现状:
        莱城3 号机组10 月中旬启动后,空气预热器压差持续升高约700Pa。
       
        原因分析:
        10 月20 日喷氨均匀性检测调整,未能改变压差升高趋势。与2018 年8 月压差未明显升高时段运行参数对比如下:
        (1)燃煤硫份偏高
        10 月15 日启动后,SO2 平均值为4300mg/m3,比去年9 月平均值为4015 mg/m3 偏高。
        (2)空气预热器冷端综合温度偏低
        10 月15 日启动后,空气预热器冷端综合温度为140℃左右,比去年9 月偏低20℃。
        采取措施:
        (1)改进入炉煤质,降低烟气SO2 浓度。
        (2)做好暖风器设备维护,提高暖风器出力
        (3)减少喷氨量。包括降低炉膛出口NOx、控制NOx 排放值压高限、提高喷氨控制稳定性等。
        (4)增加冷端蒸汽吹灰频次。
        2、莱城2 号脱硝局部喷氨过量
        问题现状:
        9 月6 日至10 月10 日,莱城2A 空气预热器压差升高550Pa,10 月9-12 日喷氨调平优化后,降低500Pa。
        原因分析:
        (1)A 侧脱硝反应器喷氨不均。
        网格法检测脱硝出口NOx 均匀性,相对标准偏差(Cv 值)为51%,比15%的设计值偏高较多;喷氨偏多位置NOx 最低为25mg/m3,喷氨不足的位置NOx 最高为96 mg/m3,高低点NOx偏差达71 mg/m3。经过调平喷氨格栅各手动门开度,改善脱硝入口截面氨氮比均匀性,脱硝出口NOx 相对标准偏差(Cv 值)改进为16%,高低点NOx 偏差减小到22 mg/m3。
        (2)空气预热器冷端综合温度偏低
        随环境温度降低,空气预热器冷端综合温度降低,空气预热器积灰速度增大,造成压差存在升高趋势。
        (3)脱硝两侧喷氨量比例不合理
        当前B 侧空气预热器压差升高速度高于A 侧,需调整两侧喷氨量分配。
        采取措施:
        (1)增加暖风器出力,提高空气预热器冷端综合温度。
        (2)减少B 侧喷氨量分配比例,保持两侧压差趋势相同。
        (3)在控制炉膛出口NOx、减少喷氨量、空气预热器吹灰方面采取措施,减缓空气预热器堵灰发展。
        参考文献:
        [1] 火电厂脱硝运行维护与注意事项 中国华电工程(集团)有限公司 严增军
        [2] 燃煤锅炉飞灰中氨含量的分析方法 国家能源局
        [3] 脱硝催化剂基础知识 华电青岛环保技术有限公司 范学友
        [4] 脱硝系统培训资料 中国华电工程有限公司环境环保分公司 朱安力
        [5]华电莱州发电有限公司#1炉空气预热器差压升高分析报告
        作者简介:
        郑琳琳(1976-),女,华电莱州发电有限公司,工程师,从事电厂化学监督方面的工作;
        姜聚凯 (1976-),男,华电莱州发电有限公司,工程师,从事电厂锅炉脱硝改造方面的工作。
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