循環(huán)流化床鍋爐管式空預器堵塞分析

大氣網(wǎng)訊:摘要：通過循環(huán)流化床鍋爐空預器積垢和除塵器結晶的成分分析，得出造成空預器堵塞的主要原因是形成了硫酸氫氨。提出可以通過調(diào)整霧化噴槍、燃燒調(diào)整和優(yōu)化吹灰器運行方式等手段改善空預器的堵塞情況。

關鍵詞：CFB；SNCR；空預器；硫酸氫氨

1 概況

1.1機組運行情況

某電廠2×150MW發(fā)電機組配置兩臺480t/h超高壓、高溫、一次中間再熱的循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐型號為UG-480/13.7-M3。采用石灰石爐內(nèi)脫硫，循環(huán)物料的分離采用2個蝸殼式高溫絕熱旋風分離器；在尾部煙道布置有管式空氣預熱器。系統(tǒng)采用SNCR技術脫硝，主要設計參數(shù)見表1。

表1 SNCR脫硝主要設計參數(shù)表

行一段時間后，發(fā)現(xiàn)爐膛負壓波動增加，空預器煙氣側進出口差壓增大，同時送/引風機、一次風機電流均有所增大，風機電耗增加。在冬季或低負荷運行時更加嚴重，空預器阻力過大，停爐檢修發(fā)現(xiàn)空預器堵塞嚴重。

1.2原因推測

通過資料和軟件模擬結果可知，空預器阻力會隨著氨逃逸率的增加而增大，這是因為在SNCR煙氣脫硝反應過程中，過量的NH3和煙氣中的SO3(由SO2氧化而來)在一定條件下會形成NH4HSO4（ABS）和(NH4)2SO4（AS），主要反應式如下： 

S是一種干燥粉末狀物質(zhì)，不會粘附在設備上，通過吹灰可以去除。而ABS是一種粘稠狀固體，具有吸濕性、腐蝕性和粘性，其粘附在設備表面很難被清除。有動力學研究表明ABS的形成速率遠高于AS，因此在實際運行中，ABS的量遠大于AS的量?？疹A器作為一種熱交換器，其表面的溫度梯度極易促進反應（1）正向進行，特別是在低溫段非常容易形成ABS，吸附煙氣中大量飛灰成為空預器積垢，引起空預器阻力增加、低溫段堵塞和腐蝕，對引風機也會造成較大影響，增加能耗。

2 空預器堵塞現(xiàn)場情況

檢修時打開空預器，見到蓄熱片被大量干燥積灰覆蓋（見圖1），質(zhì)地松散可以去除，將這層積灰去除后，可以看到蓄熱片上粘附著灰黑色質(zhì)地較硬的積垢（見圖2），無法輕易去除。在除塵器凈氣室壁上也見到質(zhì)地緊致，黏結性強的白色結晶（見圖3）。 

圖1 空預器積灰

圖2空預器蓄熱片積垢

圖3 除塵器凈氣室結晶

3 堵塞物成分分析

將空預器積垢及除塵器凈氣室結晶取樣做成分分析，結果見表2。

表2 積垢和結晶成分分析

空預器熱端積垢、冷端積垢和除塵器凈氣室結晶的硫酸酐含量分別為0.65%、16.31%和4.48%；NH+4含量分別為0.79%、2.67%和0.85%；與空預器熱端積垢相比，空預器冷端積垢和除塵器凈氣室結晶中硫酸酐和NH+4含量都比較多，可以認為積垢和結晶是由于煙氣中的SO3和逃逸的NH3發(fā)生反應生成的。

450℃灼燒減量分別為36.83%、76.39%和77.28%；900℃灼燒減量為2.00%、3.40%和3.42%，可知在450℃空預器冷端積垢和除塵器凈氣室結晶分解較多，而ABS的分解溫度為450℃，再次證明積垢和結晶的主要成分為ABS。

4 解決建議

鑒于積垢產(chǎn)生的原因，在運行中可以采取以下方式，減少ABS的生成，進而減輕空預器的堵塞情況。

4.1調(diào)整霧化噴槍

可以經(jīng)由軟件模擬或者現(xiàn)場試驗的結果選擇合適的噴入點，通過調(diào)整霧化噴槍的霧化壓縮空氣壓力，噴槍數(shù)量、位置，噴嘴形式等手段提高霧化顆粒的穿透能力和覆蓋面積，最大限度地保證反應的均勻性。減少氨逃逸的可能性。

4.2燃燒調(diào)整

將構建燃燒仿真模型和鍋爐燃燒調(diào)整實驗結合，獲取鍋爐效率與省煤器出口NOx排放濃度二者兼顧的運行優(yōu)化策略，降低氨逃逸量。

4.3優(yōu)化吹灰器運行工藝

降低ABS對AS的吸附，AS可以通過吹灰手段去除，所以要嚴格按照廠家提供的設定時間進行吹灰，同時保證吹灰器的吹灰蒸汽壓力和溫度達到定值，在發(fā)現(xiàn)空預器差壓有升高的趨勢后加大吹灰頻次；吹灰前必須保證疏水時間，防止液滴進入空預器。

原標題:循環(huán)流化床鍋爐管式空預器堵塞分析