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燃煤锅炉空气预热器堵塞防治技术浅析
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摘要：随着国家环保要求日益严格，燃煤锅炉NOx排放标准逐渐提高。目前NOx控制主流技术路线:低氮燃烧技术(LNB)+烟气脱硝技术(SCR/SCR+SNCR)已在全国普及。脱硝装置布置于锅炉与空预器之间，起“承上启下”作用，对整个锅炉岛的稳定运行“至关重要”。但脱硝系统运行过程中会产生粘性大、腐蚀性强、液态的NH4HSO4，易捕捉烟气中的飞灰，引起空预器的堵塞和腐蚀，影响机组稳定运行。
关键词：燃煤锅炉；空气预热器；堵塞防治
1燃煤锅炉空气预热器堵塞原因分析
空预器受热面粘附灰垢物化性质特点:低温段灰垢质地坚硬，中温段相对稀松，溶水后，溶液呈酸性，且较强。灰垢中NH4+浓度含量较高，但低于SO42-，硫酸氢铵中氨根与硫酸根摩尔比1:1，实际溶液中远大于该值，且溶液呈极强的酸性，由此推断，垢中不仅含硫酸氢铵，还含有可溶性硫酸盐。
大量的现场试验研究表明:烟气中燃煤飞灰对NH3具有吸附作用;飞灰吸附氨的量与烟气温度相关，温度越高，氨的吸附量越少;飞灰吸附氨的形态与烟气温度相关，温度越高，氨气吸附比例增加，硫酸氢铵吸附比例降低。
空气预热器中NH4?HSO4的三个生成途径:烟气中NH3与SO3或H2?SO4蒸汽均相反应生成;烟气中NH3与凝结在蓄热片表面的浓硫酸之间反应产物;飞灰中吸附NH3与凝结在受热面或飞灰表面浓硫酸之间产物。
三种途径生成的NH4?HSO4在空预器冷端沉积方式:SO3(硫酸蒸汽)与NH3反应生成的NH4HSO4经过蓄热片/管束，冷凝沉积在管束表面;飞灰吸附NH3、烟气中气态NH3与空预器冷端酸凝结酸反应形成硫酸氢铵直接沉积冷端表面。当烟气中含硫酸氢铵时，空预器受热面间飞灰的沉积方式:气态硫酸氢铵凝结粘附飞灰:凝结酸与飞灰吸附NH3反应形成硫酸氢铵粘附飞灰:凝结酸与气态NH3反应形成硫酸氢铵粘附飞灰。
2燃煤锅炉空气预热器堵塞防治技术
技术方案一:控制空预器冷端综合温度
技术原理:通过提高空预器冷风温度，或减少空预器冷风流量提高排烟温度，防止空预器冷端出现酸凝结，抑制ABS液相反应生成途径的同时，阻止生成的气态硫酸氢铵在空预器中凝结沉积。
典型技术:1、低温省煤器+暖风器(冷风温度加热至50～70℃);2、空预器升温(空预器排烟温度升高至220℃);此方法虽然具有一定的除垢作用，但操作复杂，容易接近设备安全运行温度极限，导致相关设备热变形，而引发动静摩擦或损坏，此外，烟气温度上升还会增加锅炉燃料消耗，并给除尘和脱硫系统增加负担。
技术方案二:空预器入口SO3脱除技术
技术原理:通过在脱硝进口或出口喷射碱性吸收剂，脱除烟气中的SO3，从而降低空预器入口SO3浓度，降低空预器中硫酸氢铵的生成量，阻止空预器堵发生的同时，降低酸露点，从而可以提高烟气余热利用的空间。碱性吸收剂:碱性钠盐(Na2?CO3、NaHCO3等);碱性钙基吸收剂(Ca(OH)2等);碱性镁基吸收剂(Mg(OH)2等)。技术难点:中温度(300～400℃)条件下碱性物质与SO3化学反应速率;SO3在线监测是难题，吸收剂如何定量给入;吸收剂的利用效率和成本问题。
技术方案三:控制SCR脱硝系统氨逃逸技术
第1层催化剂入口设计要求(GB/T21509-2008):烟气流速偏差小于15%;烟气流向偏差小于10°;烟气温度偏差小于±15℃;NH3/NOx摩尔比偏差小于5%。
典型技术:1、喷氨(自动)优化调整;2、脱硝系统的流场优化(导流板优化);3、喷氨格栅改造(涡盘改格栅)。存在的问题:脱硝设计时，入口边界条件均匀;实际运行时脱硝入口边界条件不仅不均匀，且随着负荷、磨组方式等条件变化;脱硝系统喷氨分布、催化剂活性分布不能随着脱硝入口边界条件及时调整。
技术方案四:空预器高压水清洗技术
存在问题:冲洗介质为冷水。在线非隔离清洗时，容易导致搪瓷脆裂;高压水泵流量设计偏大(183～213L/min)。在线非隔离清洗时，对排烟温度影响较大，喷入的水无法及时蒸发，导致二次积灰现象发生;高压水泵压头设计偏小(基本20MP标配)，冲洗效果较差;采用普通材质的喷嘴，耐磨性差，且极容易堵塞，无相关的防堵塞措施;安装之后，应用极少，没有相关的运行经验。
3结束语
以上针对燃煤锅炉空预器堵塞产生背景及堵塞产生的原因进行阐述、分析，对堵塞防治技术方案进行了对比分析，推荐选取技术路线:氨逃逸控制+冷端综合温度控制+在线高压水冲洗，此技术路线具有一定的显著堵塞防治作用，可在燃煤锅炉中进行推广使用。
参考文献
[1]苏德,丁永平.燃煤锅炉空气预热器堵塞防治技术浅析[J].石化技术,2019,26(09):39-40.
[2]吉森辉.燃煤锅炉脱硝工艺存在问
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