火电厂锅炉管式空预器堵塞原因分析与防范

张磊

摘要：火电厂空预器与锅炉运行存在非常密切的联系，其安全运行能够使锅炉更加稳定的工作。一般其位于锅炉的尾部，若空预器发生堵塞将会给火电厂锅炉的正常运行带来阻碍与影响。所以对火电厂空预器堵塞原因进行分析能够采取有效的措施进行防范，这能够确保锅炉的安全运行，提升火电厂的工作效率。本文对宁夏电投西夏热电有限公司#1炉空预运行中存在的问题进行分析，并提出相关解决措施。

关键词：火电厂；锅炉管式空预器；堵塞原因；防范

火电厂机组投产之后非常容易产生空预器堵塞的情况，这严重影响到了火电厂的正常工作。本公司一期锅炉为东方锅炉厂生产的DG670/13.7—21型超高压一次再热锅炉，空预器采用分三级立式布置的管式空预器，采用选择性催化还原脱硝系统，脱硝率不小于80%。在运行中出现了空预器漏风堵塞的现象，对其堵塞原因进行分析并提出相关预防措施，为防范管式空预器堵塞提供借鉴。

一、锅炉设备概述

宁夏电投西夏热电有限公司一期锅炉为东方锅炉厂生产的一次中间再热超高压自然循环汽包炉、冷一次风正压直吹式制粉系统，水浸刮板式捞渣机连续固态排渣、采用管式空气预热器、紧身封闭布置的燃煤锅炉。空气预热器为管式空气预热器，一、二次风分开布置，尾部前烟道布置二次风，尾部后烟道布置一次风，为了分配流经一、二次风管箱的烟气量，在一次风下级管箱的出口装有烟气调节挡板。本炉烟气脱硝工程采用选择性催化还原烟气脱硝技术（简称SCR）。在原烟气入口NOX浓度不高于450mg/Nm3时，脱硝效率按≥80％设计。锅炉在运行后#1锅炉空预器堵塞严重，脱硝系统氨逃逸计不能准确反应氨逃逸量，喷氨量的的问题。

二、锅炉管式空预器堵塞原因

（一）锅炉制粉系统存在问题

本公司#1炉采用四角切圆燃烧方式，正压直吹式制粉系统，点火系统设计一层等离子，三层机械雾化式油枪，采用水平浓淡直流燃烧器，炉腔容积为5085.3m3，冷渣斗容积为50m3。锅炉在启动过程中因煤质原因无法完全实现无油点火启动，为保证燃烧稳定一般投入1-2只油枪助燃，点火初期炉膛温度低煤粉不能完全燃烧飞灰含碳量高，点火过程中产生的油污、煤粉等黏附在空预器管壁空预器吹灰器设计为脉冲吹灰，在点火初期不能有效的对点火过程中黏附在空预器管壁上的油污、煤粉有效清除，形成堵塞隐患。

（二）锅炉燃煤煤种与设计值存在偏差

为提高经济性，锅炉采用配煤掺烧，实际燃煤与校核煤种存在一定的偏差，燃煤含硫量高于设计值高出20%左右，导致在氧化环境下生产的SO3含量高。煤中含硫量高、水分高，烟气硫酸露点的温度就会升高，低负荷排烟温度低时造成含SO3的烟气在空预器冷端凝结加剧空预器金属元件的腐蚀，并与烟气中不能完全反应的NH3反应生产粘稠状的硫酸氢氨和烟气中的飞灰黏附于空预器管壁，在一定程度上造成空预器的堵塞[1]。

（三）锅炉脱硝存在问题

本公司#1锅炉在脱硝方面存在一定的问题，首先是脱硝催化剂活性较低。尤其第一层催化剂可能失效，导致脱硝效率降低。然后是脱硝喷氨格栅喷嘴磨损严重，个别喷氨管道在炉内磨断，造成喷氨不均，管道和喷嘴磨损严重的地方喷氨量大，氨不能完全反应氨逃逸量大，未磨损的地方喷氨量减小，导致脱硝效率下降，为控制净烟气氮氧化物达标排放，在调整二次风无效的情况下，只能增加喷氨量和降低氧量[2]。调整的后果，导致氨逃逸量进一步增加和煤粉在主燃烧区不能完全燃烧，导致燃烧推迟，高位燃尽风不能很好发挥抑制氮氧化物的生成。逃逸的氨与烟气中的三氧化硫反应生成硫酸氢氨黏附在空预器冷端造成空预器堵塞。因空预器一次风侧换热面积小一次风速高，正常运行中一次风侧空预器出口烟气温度较二次风侧低，造成一次风侧空预器堵塞比二次风侧严重。空预器堵塞后，一次风热风温度由320℃降低至170℃左右，磨煤机出口温度由正常75℃左右降低至55℃左右，造成锅炉燃烧进一步推迟，为控制氮氧化物达标排放继续降低氧量，形成恶性循环。在检修期间对一二次风侧空预器堵塞的换热管进行了封堵，烟气流通面积减小，增加了空预器堵塞。

（五）#1炉液氨用量影响因素。

#1炉脱硝系统因喷氨格栅喷头磨损、管道磨损等影响喷氨的均匀性，二次风门部分故障影响远控操作，高位燃尽风抑制氮氧化物的产生作用减弱，并且随着运行时间增加催化剂效率下降，为保证净烟气氮氧化物达标，只能采取降低氧量、提高喷氨量等措施，导致氨气不能完全反应氨逃逸量增加。运行中煤质变化，造成原烟气的氮氧化物和二氧化硫升高，为保证净烟气氮氧化物达标，增加了喷氨量。负荷变化时，脱硝入口烟温降低，不能达到催化剂最佳反应温度，为控制净烟气氮氧化物达标排放，增加了喷氨量。#1炉空预器堵塞，造成烟气流速不均，流经催化剂层的烟气不均匀，通过增加喷氨量控制净烟气氮氧化物达标排放。上述原因造成喷氨过量后氨逃逸量增大，未反应的氨与烟气中的SO3反应生产硫酸氢氨在空预器冷端黏附加剧空预器堵塞和腐蚀。

三、锅炉管式空预器堵塞解决措施

根据运行情况和以上原因分析，对空预器堵塞问题提出以下预防性方案：

（一）脱硝问题的处理

脱硝问题的处理离不开检修工作，在检修过程中要检查更换磨损的脱硝喷氨格栅管道和喷嘴，调整喷氨格栅手动门开度，保证喷氨均匀性。定期对催化剂进行监测，发现失效时应及时更换，保持脱硝效率[3]。处理氨逃逸表计，严格控制氨逃逸量，减少喷氨过量未反应的NH3与SO3反应产生的硫酸氢氨堵塞空预器。建议加强二次风门的检修维护，保证二次风门DCS均能操作，通过燃烧调整抑制氮氧化物的生成，同时尽量保证烟气在尾部烟道流速均匀，减少烟气对喷氨格栅管道及喷嘴的磨损。在运行中要加强尾部烟道脉冲吹器的检查维护工作，保证吹灰效果，防止飞灰与硫酸氢氨黏附加剧空预器堵塞。控制一次风机、送风机出口温度，提高空预器冷端风温，降低空预器堵塞的风险。适当降低一次风压合理控制锅炉氧量，严禁锅炉缺氧燃烧。加强入炉煤掺烧管理，控制原烟气含硫量，减少，有效改善NH3与SO3反应生成固体（NH4）2SO4，从而使空预器堵塞现象得以解决。

（二）加强运行管理工作

定期对空预器进行吹灰可以使空预器中沉降的灰尘得以处理，吹灰时合理设置脉冲吹灰强度，就地检查吹灰效果，。

此外，通过调整一、二次风热风再循环电动门提高空预器入口一、二次风热风温度，提高空预器冷端综合温度，降低空预器冷端腐蚀的风险；运行中监视原烟气二氧化硫含量，高于2000mg/Nm3时，及时调整配煤比，控制原烟气二氧化硫含量小于2000mg/Nm3；加强空预器差压的监管、飞灰氨含量的检测工作等都能够使空预器阻塞的情况得以改善。而且检测工作的进行是防范堵塞现象产生的有效方法。

四、结束语

空预器阻塞现象的产生会给锅炉的正常工作造成不利的影响，这也可能导致锅炉出现安全问题，影响机组正常带负荷。所以对空预器阻塞现象产生的原因进行分析很有必要，加强其运行过程的检测、监视能够及时发现相关问题，这也能够很好的进行防范工作，从而使空预器安全运行得到确保。

参考文献：

[1]张建忠.循环流化床锅炉管式空预器防低温腐蚀和冷渣器凝结水余热综合利用[J].山西电力，2017（2）:66-69.

[2]王双印，吕成.空气预热器堵灰原因分析及防范措施研究[J].工程技术:全文版，2016（11）:00279-00279.

[3]刘禹鹏.600MW锅炉空预器积灰堵塞原因分析及预防探索[J].科技与企业，2016（9）:213-214.