鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵塞原因與預(yù)防治理措施,電力論文

鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵塞原因與預(yù)防治理措施,電力論文內(nèi)容摘要：闡述了空預(yù)器硫酸氫銨堵塞的原因，具體介紹了燃煤鍋爐硫酸氫銨堵塞的各種預(yù)防和治理技術(shù)，包括相應(yīng)的原理、方式方法和應(yīng)用效果，為空預(yù)器硫酸氫銨堵塞的有效預(yù)防和治理提供借鑒。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：空預(yù)器堵塞；硫酸氫銨；空預(yù)器分倉(cāng)；SO3脫除；0引言空預(yù)器硫酸氫銨堵塞是電廠燃煤鍋爐超低排放改造后普遍存在的問(wèn)題，堵塞后空預(yù)器進(jìn)出口差壓顯著增大，差壓增大導(dǎo)致三大風(fēng)機(jī)電耗增加，甚至?xí)斐梢L(fēng)機(jī)出力過(guò)高，鍋爐無(wú)法到達(dá)額定負(fù)荷。風(fēng)道差壓增大導(dǎo)致二次風(fēng)壓力降低，不僅影響燃燒器火焰剛度、旋流強(qiáng)度，對(duì)于停用燃燒器，二次風(fēng)壓力過(guò)低，還會(huì)造成燃燒器冷卻風(fēng)量缺乏，燃燒器燒損。因而有必要對(duì)燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵塞治理技術(shù)進(jìn)行深切進(jìn)入研究，針對(duì)不同鍋爐的實(shí)際情況選用適宜的硫酸氫銨治理技術(shù)。1空預(yù)器硫酸氫銨堵塞原因煤燃燒經(jīng)過(guò)中會(huì)生成大量的SO2和少量的SO3.超低排放改造安裝SCR脫硝裝置后，脫硝催化劑中的釩會(huì)促進(jìn)SO2氧化為SO3[1].SCR脫硝經(jīng)過(guò)中，氨氮摩爾比的控制通常大于理論值，氨逃逸一定存在，鍋爐運(yùn)行經(jīng)過(guò)中一般將氨逃逸率控制在2.28mg/m3下面。SO3與氨化合生成硫酸氫銨，硫酸氫銨液態(tài)溫度區(qū)間147℃~230℃，而空預(yù)器的排煙溫度通常低于150℃，粘性很強(qiáng)的液態(tài)硫酸氫銨會(huì)在空預(yù)器冷端蓄熱元件上部區(qū)域結(jié)露，粘附飛灰，造成空預(yù)器結(jié)垢、堵塞，采用普通的蒸汽吹灰無(wú)法有效去除。2空預(yù)器硫酸氫銨堵塞預(yù)防與治理2.1不同方式的熱風(fēng)再循環(huán)清堵技術(shù)〔1〕熱一次風(fēng)自回流技術(shù)?？疹A(yù)器熱一次風(fēng)自回流優(yōu)化改造思路為利用空預(yù)器熱一次風(fēng)出口管道與空預(yù)器冷二次風(fēng)入口管道內(nèi)的壓力差〔8kPa左右〕實(shí)現(xiàn)熱一次風(fēng)自回流，通過(guò)布置在換熱元件冷端的熱風(fēng)噴槍加熱吹掃換熱元件冷端，到達(dá)去除硫酸氫氨的目的。熱一次風(fēng)回流口位于空預(yù)器熱一次風(fēng)出口的管道上，通過(guò)熱一次風(fēng)回流管道連接熱風(fēng)噴槍。利用回流的熱一次風(fēng)300℃~400℃加熱空預(yù)器二次風(fēng)區(qū)域換熱元件的冷端，提高換熱元件冷端溫度至200℃，促進(jìn)硫酸氫銨蒸發(fā)分解，減少空預(yù)器風(fēng)煙通道阻力。〔2〕風(fēng)量分切防堵技術(shù)。風(fēng)量分切防堵技術(shù)是在空氣預(yù)熱器本體上隔出一個(gè)循環(huán)風(fēng)分倉(cāng)，單獨(dú)設(shè)置循環(huán)風(fēng)道，熱風(fēng)受循環(huán)風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)在循環(huán)風(fēng)道內(nèi)循環(huán)。熱風(fēng)取自熱二次風(fēng)，循環(huán)風(fēng)分倉(cāng)內(nèi)蓄熱元件被加熱，防止硫酸氫銨的結(jié)露沉積。改造前后蓄熱元件冷端壁溫變化如此圖1所示，空預(yù)器旋轉(zhuǎn)時(shí)先加熱二次風(fēng)，再加熱一次風(fēng)。為了加強(qiáng)堵塞治理的效果，另外引入磨料補(bǔ)給系統(tǒng)，當(dāng)蓄熱板上灰分積累到一定程度后，在循環(huán)風(fēng)道中參加磨料，以循環(huán)風(fēng)攜帶的方式對(duì)蓄熱板進(jìn)行沖刷清掃，磨料選用一電場(chǎng)或省煤器灰。圖1改造前后蓄熱元件冷端壁溫變化示意圖〔3〕空預(yù)器3.5分倉(cāng)技術(shù)。3.5分倉(cāng)即在原來(lái)3分倉(cāng)的基礎(chǔ)上增加防堵灰分倉(cāng)，通過(guò)改造冷端一/二次風(fēng)扇形板實(shí)現(xiàn)。在一次風(fēng)與二次風(fēng)之間的扇形板旁邊的二次風(fēng)側(cè)，加裝一塊7.5~10的扇形板，與原扇形板之間構(gòu)成1.5~2.5左右的噴風(fēng)口。如此圖2所示，從熱一次風(fēng)母管取風(fēng)，引入到3.5分倉(cāng)中。熱一次風(fēng)從空預(yù)器冷端進(jìn)入蓄熱元件。熱一次風(fēng)經(jīng)過(guò)插板門，再經(jīng)過(guò)一體分控式調(diào)節(jié)門，通過(guò)調(diào)節(jié)清洗吹掃風(fēng)調(diào)節(jié)門A1/A2的開度，控制進(jìn)入分倉(cāng)外側(cè)/內(nèi)側(cè)的進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行清潔吹掃蓄熱元件?！?〕空預(yù)器防堵灰協(xié)同密封技術(shù)?？疹A(yù)器防堵灰協(xié)同密封技術(shù)是在熱二次風(fēng)區(qū)域隔出一個(gè)獨(dú)立小分倉(cāng)，從熱端3個(gè)密封區(qū)域抽取漏風(fēng)送至冷二次風(fēng)入口端獨(dú)立小分倉(cāng)內(nèi)，熱端漏風(fēng)流經(jīng)獨(dú)立小分倉(cāng)后與熱二次風(fēng)混合，通過(guò)熱端漏風(fēng)來(lái)加熱二次風(fēng)區(qū)域冷端蓄熱元件，使硫酸氫銨蒸發(fā)分解。這種方式方法在一定程度上能夠減小空預(yù)器漏風(fēng)，但是對(duì)獨(dú)立小分倉(cāng)的溫度提升作用遭到漏風(fēng)量的限制。2.2單側(cè)排煙升溫法圖2空預(yù)器3.5分倉(cāng)原理圖1-3.5分倉(cāng)組件；2-一體分控式調(diào)節(jié)門；3-插板式隔絕門；4-壓力變送器；5-性能取樣檢測(cè)裝置燃煤電廠鍋爐的空預(yù)器排煙溫度一般低于150℃，硫酸氫銨的露點(diǎn)溫度在空預(yù)器煙氣進(jìn)口溫度和出口溫度之間。溫度上升后，硫酸氫銨會(huì)蒸發(fā)分解，配合空預(yù)器吹灰可去除ABS區(qū)域的堵灰。單側(cè)排煙升溫法[2]操作方式方法為，適當(dāng)降低鍋爐負(fù)荷，減小一側(cè)送風(fēng)機(jī)出力，工況允許時(shí)，可以以同時(shí)減小同側(cè)一次風(fēng)機(jī)出力，緩慢增加另一側(cè)送風(fēng)機(jī)或一次風(fēng)機(jī)出力，保持鍋爐總風(fēng)量相對(duì)穩(wěn)定，單臺(tái)空預(yù)器由于冷卻風(fēng)量減少，排煙溫度將逐步上升，控制空預(yù)器出口排煙溫度最高不超過(guò)220℃。2.3空預(yù)器冷端蓄熱元件改造〔1〕增加冷端蓄熱元件高度。燃煤電廠鍋爐的空預(yù)器排煙溫度一般低于150℃，硫酸氫銨的露點(diǎn)溫度在空預(yù)器煙氣進(jìn)口溫度和出口溫度之間，結(jié)露區(qū)域靠近冷端中上部，若凝結(jié)在碳鋼區(qū)域，將加劇碳鋼腐蝕。空預(yù)器冷端蓄熱元件改造是增加冷端蓄熱元件的高度，將用于冷端受熱元件的材料用于硫酸氫銨結(jié)露區(qū)域，緩解材料的腐蝕，使吸附積灰的硫酸氫銨能夠被蒸汽吹掃去除?！?〕選擇適宜的冷端受熱元件材料?？嫉卿摬馁|(zhì)、外表使用硅作涂層或者外表涂搪瓷的金屬材料，能夠增加蓄熱元件的光滑度，提高材料的抗腐蝕性能[3].涂搪瓷的蓄熱元件外表結(jié)垢速率比普通材料低很多，涂搪瓷對(duì)工藝的要求較高，若工藝不當(dāng)，搪瓷龜裂也會(huì)使硫酸氫銨粘附。若煤種含硫量不高時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用工藝更成熟的考登鋼材質(zhì)?！?〕更換冷段換熱元件板型。對(duì)于空預(yù)器堵塞嚴(yán)重的技術(shù)改造，冷端蓄熱元件能夠選用高吹灰穿透力強(qiáng)的FNC或DNF波紋板。高通透性的波紋板不僅阻力小，外表沉積的飛灰也相對(duì)容易被吹灰器去除。選用高通透性的板形，可適當(dāng)增加蓄熱元件高度，抵消傳熱效率下降的影響。2.4高壓水清洗〔1〕整體高壓水清洗。由于高壓水射流集中，剪切力大，對(duì)灰垢的清掃能力比蒸汽大得多，一樣壓力下水的流速比水蒸汽小很多。蒸汽壓力過(guò)高會(huì)吹損空預(yù)器蓄熱元件，高壓力的水流因流速較小基本不會(huì)損傷蓄熱元件。一般帶有SCR脫硝機(jī)組的空預(yù)器均安裝有雙介質(zhì)〔蒸汽和水〕吹灰器[4].沖洗經(jīng)過(guò)中，空預(yù)器置于清洗形式，低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，蓄熱元件不拆解。根據(jù)空預(yù)器堵塞情況，能夠?qū)膳_(tái)空預(yù)器分別從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，可以不隔離。高壓水沖洗之前，應(yīng)確?？疹A(yù)器疏水閥門打開，通道暢通，防止沖洗水大量進(jìn)入風(fēng)煙通道。在線高壓水沖洗〔不隔離〕時(shí)，沖洗水量不可過(guò)大，將排煙溫度控制在合理范圍?！?〕模塊解包水清洗?？疹A(yù)器堵塞嚴(yán)重時(shí)，整體高壓水清洗效果不佳時(shí)，可將空預(yù)器蓄熱元件模塊取出，在化學(xué)溶液中浸泡一段時(shí)間，再將蓄熱元件模塊解包，用高壓水槍沖洗，解包沖洗能有效去除蓄熱元件外表的粘性積灰和結(jié)垢。但此方式方法工作量大，所耗工時(shí)較長(zhǎng)，影響維修工期。2.5高可調(diào)頻高聲強(qiáng)聲波吹灰器可調(diào)頻聲波吹灰器去除硫酸氫銨堵塞的原理[5]是利用煙氣中不同質(zhì)量和粒徑的灰在聲波作用下的脈動(dòng)差異，使硫酸氫銨粒子外表吸附浮灰以減小硫酸氫氨粒子的粘附力；可調(diào)頻聲波吹灰器具有更強(qiáng)的交變力，加強(qiáng)了換熱面上沉積物遭到的疏密波反復(fù)拉、壓作用力，使沉積物脫落而被煙氣流帶走。2.6SO3脫除工藝在空預(yù)器之前的煙氣流道內(nèi)，利用化學(xué)制劑將SO3從煙氣中脫除[6],將有效抑制硫酸氫銨的生成，預(yù)防空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的構(gòu)成?！?〕SBS噴射工藝。SBS噴射工藝是在空氣預(yù)熱器入口噴射碳酸鈉溶液，溶液中的水分被高溫?zé)煔庹舭l(fā)，極細(xì)的碳酸鈉顆粒與煙氣中的SO3反響生成硫酸鈉，以此到達(dá)脫除煙氣中的SO3的目的。SBS噴射工藝中噴射系統(tǒng)是核心?！?〕堿性吸附劑注射技術(shù)。堿性吸附劑注射技術(shù)原理是向爐內(nèi)或煙道上適宜位置注射堿性吸附劑，使其與煙氣中酸性氣體SO3、HCl等反響，生成鹽類顆粒物，此方式方法可協(xié)同脫除煙氣中Hg、As等重金屬。注射吸附劑一般選用鈣、鎂、鈉等系列化合物[7].3結(jié)束語(yǔ)預(yù)防和治理空預(yù)器硫酸氫銨堵塞的技術(shù)方式方法，有熱風(fēng)再循環(huán)方式方法、單側(cè)排煙升溫法、空預(yù)器冷端蓄熱元件改造、高壓水清洗、高可調(diào)頻高聲強(qiáng)聲波吹灰器、SO3脫除工藝等?？筛鶕?jù)不同鍋爐的燃用煤種、堵塞程度、系統(tǒng)構(gòu)造等情況因地制宜，選擇適宜的方式方法，有效預(yù)防和治理硫酸氫銨結(jié)露造成的空預(yù)器堵塞。堵塞初期及時(shí)采取措施參與較嚴(yán)重堵塞時(shí)能獲得更好的清堵效果，預(yù)防硫酸氫銨堵塞積灰的增厚更為有效。以下為參考文獻(xiàn)[1]ANSTROMM,TOPSENY,DUMESICJA.DensityfunctionaltheorystudiesofmechanisticaspectsoftheSCRreactiononvanadiumoxidecatalysts[J].JournalofCatalysis,2003,213〔2〕：115-125.[2]李云東?；诹蛩釟浒痹斐傻目疹A(yù)器堵塞治理對(duì)策[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2021,000〔018〕：59-60.[3]鐘禮金，宋玉寶。鍋爐SCR煙氣脫硝空氣預(yù)熱器堵塞原因及其解決措施[J].熱力發(fā)電，2020〔08〕：45-47.[4]孟祥東，金日鋒，代東，等。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器在線高壓水沖洗技術(shù)的應(yīng)用[J].發(fā)電設(shè)備，2020〔03〕：47-50,64.[5]劉錦峰?？?/p>