SCR對空預器的影響分析PPT課件

1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容 2021-4-251 一、緒論 二、SCR脫硝系統(tǒng)介紹 三、空預器堵塞機理 四、空預器堵塞判定準則 五、空預器堵塞影響因素分析 六、空預器堵塞預防和治理 七、駐馬店電廠空預器堵塞分析 八、結(jié)論 一、緒論一、緒論 2021-4-253 l隨著NOx排放標準火電廠大氣污染物排放標準（GB 13223-2011 ）的頒布，火電廠將執(zhí)行更為 嚴格的NOx排放標準，而SCR技術(shù)以高脫硝率、幾乎無二次污染等優(yōu)點，將成為控制NOx排放的主流 技術(shù)。在近幾年火電廠進行的脫硝改造中，采用SCR技術(shù)的占到95%以上。隨著SCR脫硝系統(tǒng)的運行， 空氣預熱器的阻力呈現(xiàn)增加的趨勢，部分電廠出現(xiàn)空氣預熱

2、器嚴重堵塞而不得不停機清洗的問題。 客觀的講，當火電廠進行SCR或者SNCR煙氣脫硝改造之后，空氣預熱器阻力增加的問題是不可避免 的，如果電廠運行操作不當是極有可能出現(xiàn)空氣預熱器嚴重堵塞的問題。本報告從技術(shù)層面上對空 氣預熱器堵塞的機理進行闡述，對造成空氣預熱器堵塞的影響因素逐一進行分析，提供了空氣預熱 器堵塞的判定準則，最后對減輕空氣預熱器堵塞的方法進行了論述。 二、二、SCR脫硝系統(tǒng)介紹脫硝系統(tǒng)介紹 2021-4-253 n反應(yīng)器/ /催化劑系統(tǒng)：反應(yīng)器、催化劑、吹灰器等 n煙氣/ /氨的混合系統(tǒng)：稀釋風機、靜態(tài)混合器、氨噴射格柵（AIGAIG）、空 氣 氨混合器等 n氨的儲備與供應(yīng)系統(tǒng)：

3、液氨制氨、尿素水解 熱解制氨等 n煙道系統(tǒng)：擋板（有旁路）、膨脹節(jié)、導流板、煙道等 n的控制系統(tǒng)：DCSDCS、PLCPLC等儀表盤柜。 二、二、SCR脫硝系統(tǒng)介紹脫硝系統(tǒng)介紹 2021-4-253 二、二、SCR脫硝系統(tǒng)介紹脫硝系統(tǒng)介紹 2021-4-253 三、空氣預熱器堵塞的機理三、空氣預熱器堵塞的機理 2021-4-254 加裝脫硝裝置對空預器的影響 三、空氣預熱器堵塞的機理三、空氣預熱器堵塞的機理 2021-4-254 l1.硫酸氫銨的形成 l在火電廠空氣預熱器煙氣環(huán)境下，SO3和NH3會發(fā)生以下兩個反應(yīng)生成硫酸銨和硫酸氫銨： 2NH3+SO3+H2O(NH4)2SO4=ammoni

4、um sulfate（AS） NH3+ SO3+ H2ONH4HSO4=ammonium bisulfate（ABS）-造成空預器阻力升高和堵塞 SO3：催化劑中的活性成分V2O5，SO2 SO3 NH3：未反應(yīng)逃逸掉的 三、空氣預熱器堵塞的機理三、空氣預熱器堵塞的機理 2021-4-256 當煙氣中的NH3含量遠高于SO3濃度時，主要生成干 燥的粉末狀硫酸氨，不會對空預器產(chǎn)生粘附結(jié)垢。當 煙氣中的SO3濃度高于逃逸氨濃度（通常要求SCR出口 不大于3L/L）時主要生成硫酸氫氨（ABS），生成規(guī) 律見圖1。在150-220 溫度區(qū)間,ABS是一種高粘性液 態(tài)物質(zhì),易冷凝沉積在空預器換熱元件表面

5、,粘附煙氣 中的飛灰顆粒堵塞換熱元件通道,增加空預器阻力并影 響換熱效果。 三、空氣預熱器堵塞的機理三、空氣預熱器堵塞的機理 2021-4-255 l通常硫酸銨呈顆粒狀，顆粒狀硫酸銨不會與煙氣中的飛灰粒子相結(jié)合而造成空氣預熱器的腐蝕、 堵灰等，不會影響空氣預熱器的換熱和機組的正常運行。但是硫酸氫銨在一定的溫度區(qū)間呈現(xiàn)液態(tài)， 會捕捉煙氣中的飛灰，附著在空氣預熱器的換熱面上，從而造成空氣預熱器的阻力增加甚至堵塞。 l在燃燒中高硫煤機組的SCR系統(tǒng)中，通常進入空氣預熱器的煙氣中SO3的濃度相對于逃逸氨濃度較 多。（除非是SCR系統(tǒng)催化劑活性降低之后，逃逸NH3相對于SO3較多）。這種較多的SO3濃度

6、利于硫 酸氫銨的生成，容易造成空氣預熱器的堵塞。 三、空氣預熱器堵塞的機理三、空氣預熱器堵塞的機理 2021-4-257 l2.硫酸氫銨堵灰研究 l硫酸氫氨在不同的溫度下分別呈現(xiàn)氣態(tài)、液態(tài)、顆粒狀。只有液態(tài)的硫酸氫銨附著在空氣預熱器 受熱面上會捕捉煙氣中的飛灰，從而造成空氣預熱器的堵塞。而空氣預熱器堵塞的位置與不僅與液 態(tài)硫酸氫銨的生成溫度，在很大程度上也與煙氣中的飛灰濃度大小相關(guān)。當煙氣中飛灰濃度較低時 （通常是在除塵器之后或是濕法脫硫系統(tǒng)中），發(fā)生硫酸氫銨沉積導致堵塞的區(qū)域的溫度與圖1中 硫酸氫銨生成的溫度較為一致；但是當煙氣中飛灰濃度高于4g/Nm3時，空氣預熱器發(fā)生堵塞的溫度 區(qū)間為1

7、50220。 三、空氣預熱器堵塞的機理三、空氣預熱器堵塞的機理 2021-4-259 l3.小結(jié) l隨著對于硫酸氫銨堵塞機理的進一步研究表明：1、硫酸氫銨的沉積主要受到進入空氣預熱器的煙 氣中NH3和SO3濃度、煙氣流速、煙氣溫度和換熱元件表面溫度的影響；2、對燃煤機組，煙氣中飛灰 含量較高，硫酸氫氨在146207溫度范圍內(nèi)為液態(tài)，容易捕捉煙氣中的飛灰形成空預器的堵塞； 對于燃油、燃氣機組，煙氣中飛灰含量較低，硫酸氫氨在146232溫度范圍內(nèi)為液態(tài)，容易形 成空預器堵塞；3、硫酸氫銨發(fā)生沉積的溫度區(qū)間一般在空氣預熱器的中間受熱面。 四、空氣預熱器堵塞的判定準則四、空氣預熱器堵塞的判定準則 20

8、21-4-2510 l由于空氣預熱器的堵塞主要是由于液態(tài)硫酸氫銨的沉積造成，而液態(tài)硫酸氫銨的形成和 煙氣中的SO3、NH3、煙氣溫度、空氣預熱器受熱面溫度等相關(guān)，所以Burke和Johnson在 1982年提出了一個能夠預測空氣預熱器堵塞嚴重程度的經(jīng)驗公式： 四、空氣預熱器堵塞的判定準則四、空氣預熱器堵塞的判定準則 2021-4-2511 l沉積系數(shù)（DN）=（NH3）（SO3）（TAbs-Trep） l式中：（NH3）為煙氣中NH3的體積濃度，ppm； （SO3）為煙氣中SO3的體積濃度，ppm； TAbs為NH4HSO4的生成溫度，； Trep=0.7Tcold-end+0.3Texit

9、gas，為空預器出口特征溫度，； Tcold-end為空預器冷端受熱面溫度，； Texit gas為空預器出口煙氣溫度，。 l當DN30000，空氣預熱器堵塞可能性較大。 四、空氣預熱器堵塞的判定準則四、空氣預熱器堵塞的判定準則 2021-4-2512 l例如某廠在進行SCR改造后，發(fā)現(xiàn)空預器差壓增加速度較快，10天內(nèi)空預器差壓增加的幅度是過 去未進行SCR改造10個月內(nèi)差壓增加幅度的兩倍。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該廠近期鍋爐燃燒的是高硫煤，硫 份達到4%。經(jīng)計算沉積系數(shù)為22486，屬于中度偏上堵塞的可能性。 序號項目數(shù)值單位 1逃逸NH3濃度3ppm 2SO3濃度54ppm 3硫酸氫銨初始形成溫度22

10、4 4空氣預熱器出口煙氣溫度130 5空氣預熱器冷端受熱面溫度66 表1某電廠空預器中煙氣和受熱面參數(shù)表 四、空氣預熱器堵塞的判定準則四、空氣預熱器堵塞的判定準則 2021-4-2513 l盡管我們可以使用Burke和Johnson在1982年提出的沉積系數(shù)計 算方法來預測空氣預熱器的堵塞情況，但是此公式的精確性有 待于進一步的驗證，可以通過對各電廠SCR系統(tǒng)出口煙氣參數(shù)、 空預器換熱器的溫度特性等參數(shù)進行調(diào)研，得出結(jié)論。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2514 l硫酸氫銨在空氣預熱器受熱面上的沉積是影響空氣預熱器堵塞 的直接原因。而影響空氣預熱器

11、堵塞的主要因素有以下兩方面： l1、空氣預熱器中煙氣中NH3和SO3的濃度； l2、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2515 l一、空氣預熱器中煙氣中NH3和SO3濃度的影響分析 l對于SO3 l1、煤種的硫份，直接影響燃燒生成的SO3數(shù)量； ； l2、煙氣中飛灰的無機成分（主要是釩，會隨飛灰附著在金屬受熱面上， 對SO2轉(zhuǎn)化為SO3有催化作用） l3、SCR催化劑中釩的含量，同樣對SO2轉(zhuǎn)化為SO3有催化作用。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2516 l一、空氣預熱器中煙氣中NH3

12、和SO3濃度的影響分析 l對于NH3 l1、進入催化劑之前NH3/NOx混合均勻性； l2、煙氣溫度，不能過高或過低； l3、SCR催化劑的催化活性； l4、流場問題。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2516 l4、流場問題。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2516 l煙氣脫硝裝置運行過程中，除了極端工況造成短時間內(nèi)過量噴氨外，當氨噴射系統(tǒng)設(shè)計不當，煙、 氣流場分布不均勻或者噴氨格柵局部噴嘴被堵塞時，也會造成反應(yīng)器出口局部區(qū)域的氨逃逸過量。 不同程度的氨逃逸是造成空預器堵塞的主要原因。對于煙氣脫硝裝置，

13、除通過氨噴射系統(tǒng)、導流系 統(tǒng)、混合系統(tǒng)的設(shè)計提高煙氣流場的分布均勻性外，日常運行過程中還需嚴格控制噴氨量，防止過 度噴氨。并定期進行氨噴射系統(tǒng)的噴氨流量平衡調(diào)整，防止局部過大氨逃逸。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2517 l除了以上因素，鍋爐燃料的其它特性也會影響NH3、SO3和ABS的形成。影響最大的 因素有：（1）氮、氧和揮發(fā)分（影響NOx的生成）；（2）氯，增加了空氣預熱器的 腐蝕；（3）飛灰中的氧化鈣和氧化鎂，會影響SO3的濃度；（4）釩，主要存在于燃 油設(shè)備中，會增加SO2的氧化。由于煤種這些物質(zhì)含量不同，會影響煙氣中的NOx含 量，從

14、而需要對SCR系統(tǒng)做出相應(yīng)的調(diào)整，如果運行操作不當?shù)脑捑蜁斐砂碧右莸?增加。 。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2518 l二、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)的影響分析 l1、換熱元件的類型 l回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的換熱片通常有兩種形式：開式和閉式。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2519 l二、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)的影響分析 l1、換熱元件的類型 l所有商業(yè)運行的回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的換熱元件都是由換熱片按照一定的順序組成 供流體通過的通道來傳遞熱量。如圖示出的一種閉式換熱片（型號：Notched Flat 6mm）。閉

15、式換熱片是由一系列凹型金屬片倚靠在平板上構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)分隔出很多 個獨立的流體通道，氣體從這些通道流過時，相互之間不接觸。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2520 l二、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)的影響分析 l1、換熱元件的類型 l雙波紋式換熱片（DU）是一種典型的開式換熱元件，如圖4所示。這種換熱元件波 紋狀的換熱片之間相互搭接，不形成獨立的流體通道，氣體從開式換熱元件通過時 相互之間可以接觸。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2521 l二、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)的影響分析 l1、換熱元件的類型 l開式或是閉式換

16、熱元件的選擇受到多種因素的影響。從吹灰效果的角度來看，閉 式換熱元件的吹灰效果要比開式換熱元件的吹灰效果好。這是因為對于閉式換熱元 件，吹灰介質(zhì)的能量能夠有效的集中在某個通道內(nèi)，而不會擴散到相鄰通道內(nèi)，這 樣會得到更好的吹灰效果。而對于開式換熱元件，吹灰介質(zhì)的能量會擴散到相鄰通 道中，沉積物受到的吹灰能力相對就弱一些。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2521 l二、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)的影響分析 l1、換熱元件的類型 l加裝SCR系統(tǒng)后空預器冷段換熱元件通常采用局部封閉高吹灰通透性的波形，如 FNC或DNF替代傾斜的雙層皺紋形，使元件表面沉積的飛灰易

17、于被吹灰器清掃。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2522 l二、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)的影響分析 l2、換熱段的長度/特性（單層或是分層） l加熱元件的長度和使用單層或是分層的換熱元件影響到硫酸氫銨沉積的嚴重程度。 空氣預熱器的冷端、中間段和熱端換熱元件的長度直接影響到空氣預熱器的溫度特 性。這個溫度特性直接決定了硫酸氫銨的沉積位置。一般來說，較短的中間段換熱 元件有更高的堵塞可能性。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2523 l二、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)的影響分析 l2、換熱段的長度/特性（單層或是分層） l傳

18、統(tǒng)的空氣預熱器設(shè)計冷端的長度只有300mm，從德國開始，然后是日本和美國相 繼增加了冷端的長度至1200mm。這樣修改的目的是確保硫酸氫銨生成的溫度區(qū)間和 酸露點溫度都在同一個換熱元件內(nèi)。當然必須要注意的是空氣預熱器換熱元件的溫 度特性受到了很多因素的影響：元件的材料、口徑和旋轉(zhuǎn)速度，這些在換熱元件設(shè) 計時都必須考慮進去。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2524 l二、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)的影響分析 l2、換熱段的長度/特性（單層或是分層） l另一方面，由于層與層之間存在機械破壞，當流體通過兩層之間的分界面時，會 產(chǎn)生擾動，這種擾動有利于硫酸氫銨沉積

19、物的形成。所以在進行空預器受熱面分層 設(shè)計時，要避免層與層之間的分界面在硫酸氫銨沉積的區(qū)域處。有分層的空氣預熱 器中，上游換熱器模塊的尾部邊緣和下游換熱器模塊的前部邊緣都是容易發(fā)生沉積 的區(qū)域。 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2525 l二、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)的影響分析 l3、換熱元件的材料選擇 l由于空氣預熱器中換熱元件暴露在易腐蝕性、含塵的煙氣環(huán)境下，所以換熱器元 件的材質(zhì)選擇必須謹慎。在前些年，碳鋼和低合金耐腐蝕鋼（LACR）被廣泛的用來 制作換熱器元件。但是后來發(fā)現(xiàn)在硫酸氫銨容易生成的區(qū)域使用鍍搪瓷材料能夠降 低硫酸氫銨的沉積速率和酸的腐蝕

20、速率。鍍搪瓷的換熱元件主要有以下優(yōu)點： 五、空氣預熱器堵塞影響因素分析五、空氣預熱器堵塞影響因素分析 2021-4-2526 l二、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)的影響分析 l3、換熱元件的材料選擇-鍍搪瓷材料的優(yōu)點： l卓越的耐腐蝕能力 l高強的耐機械和熱沖擊能力 l耐氣流沖刷和磨損能力 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2527 l客觀的講，逃逸氨在SCR煙氣脫硝系統(tǒng)中是不可避免的，而SO3的體積在SCR煙氣脫 硝系統(tǒng)中也必然是會有所增加，而生成硫酸氫銨的溫度區(qū)間恰好與空氣預熱器中換 熱元件的溫度區(qū)間有重疊。所以當火電廠增加SCR脫硝系統(tǒng)之后，在空氣預

21、熱器中必 然會有硫酸氫銨的出現(xiàn)。但是優(yōu)秀的SCR脫硝系統(tǒng)設(shè)計、空氣預熱器系統(tǒng)設(shè)計和良好 的運行操作維護是可以很大程度減輕或者避免硫酸氫銨對空氣預熱器的負面影響。 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2527 l減輕堵塞的措施 1. 氨逃逸量控制 2. SO3生成量控制 3. 運行溫度控制 4. 空預器改造 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2527 l減輕堵塞的措施 1. 氨逃逸量控制 A. 采用預留催化劑層的方法控制氨逃逸率。 B. 根據(jù)脫硝出口NO分布情況調(diào)整氨的分布,實現(xiàn)脫硝系統(tǒng)噴氨優(yōu)化,

22、提高氨分布均勻性, 促進反應(yīng) 完全達到降低氨逃逸量的目的。 C. 氨逃逸量測量表布置應(yīng)符合HJ/T 752007 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范要求, 安 裝在煙道直管段且煙氣成分分布均勻的適當?shù)奈恢? 所測數(shù)據(jù)應(yīng)具有代表性, 并保證監(jiān)測儀表正 常穩(wěn)定工作, 發(fā)現(xiàn)氨逃逸量過高, 立即對SCR系統(tǒng)運行狀態(tài)進行調(diào)整。 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2527 l減輕堵塞的措施 2. SO3生成量控制 A. 煙氣中的 SO3一部分來自于爐膛燃燒, 煙氣在氧濃度高、溫度高的燃燒區(qū)停留時間越長, SO3的生 成量就越多。因此為抑制 NOx生成而采用

23、的低過量空氣系數(shù)燃燒或濃淡燃燒法, 形成的富燃料燃 燒的還原性氣氛也有助于降低爐膛中SO3的生成。此外, 通過低硫煤的摻混燃燒、向爐膛內(nèi)噴入 鈣鎂等措施也可減少SO3的生成量。 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2527 l減輕堵塞的措施 2. SO3生成量控制 B. 另一部分來自催化劑對SO2的轉(zhuǎn)化, 其反應(yīng)方程式如下: 催化劑的選型, 對于V2O5類商用催化劑, 釩的擔載量不能太高, 通常控制在 1% 左右可減少SO2氧 化, 同時, 減少催化劑 孔道的壁厚也可降低 SO2氧化率。此外, 采用提高催化劑活性組分 WO3 含量, 亦可抑制 S

24、O2 氧化。 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2527 l減輕堵塞的措施 3. 運行溫度控制 A. SCR脫硝催化劑的反應(yīng)溫度一般在320400, SCR裝置最低運行溫度必須高于催化劑最低溫度限 值。當運行溫度低于該值時, 催化劑活性下降, 噴入的氨無法被有效利用, 從而形成較高的氨逃 逸。如果運行溫度長期過低, 尤其是處于NH4HSO4液態(tài)溫度區(qū)間時, NH4HSO4長期粘附在催化劑層 不易清除, 將導致催化劑活性明顯降低, 甚至導致催化劑活性的不可恢復性破壞。在低于NH4HSO4 露點溫度的條件下, 連續(xù)運行的時間必須控制在 300 h以

25、內(nèi), 同時每層催化劑各點的溫度必須在 270 以上。 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2527 l減輕堵塞的措施 3. 運行溫度控制 B. 鑒于當前嚴格的環(huán)保政策要求, 在低鍋爐負荷下仍需要保證脫硝裝置的正常投運, 因此對于長期 低負荷運行的機組應(yīng)設(shè)置調(diào)溫旁路, 提高反應(yīng)區(qū)溫度, 在提高脫硝效率的同時降低氨逃逸率, 提 高空預器入口煙氣溫度, 減輕空預器腐蝕和堵灰。 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2527 l減輕堵塞的措施 3. 空預器改造 A. 合并布置中、低溫段, 由于NH4HSO4沉

26、積區(qū)域主要在空預器的中、低溫段, 為避免兩段連接間隙內(nèi) 的NH4HSO4堵塞搭橋, 將低溫冷段和中溫段合并為一段, 通常將低溫段傳熱元件從300mm增高到 1000mm左右, 保證全部NH4HSO4在該區(qū)域內(nèi)完成凝結(jié)和固化。同時, 傳熱元件內(nèi)部封閉型的氣流通 道, 可使吹灰強度最小程度地衰減, 保證吹灰效果。 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2527 l減輕堵塞的措施 3. 空預器改造 B.優(yōu)化傳熱元件選型, 預熱器低溫段傳熱元件板型及材料的選取應(yīng)充分考慮到元件的防結(jié)露、抗腐蝕及堵灰 性。煙氣在通過低溫段傳熱元件時應(yīng)以層流形式流動, 使元件不

27、易積灰。采用高吹灰通透性的封閉通道波 形傳熱元件, 能大幅提高吹灰及清洗效果。 選材方面, 由于SCR脫硝裝置的運行, 傳統(tǒng)方法所采用的考登 鋼已不能滿足在 NH4HSO4 存在條件下的防腐要求。搪瓷傳熱元件在傳熱、防腐性能上優(yōu)于考登鋼, 價格便 宜, 因此可將冷段更換為搪瓷表面?zhèn)鳠嵩? 將金屬與NH4HSO4隔離, 搪瓷光滑的表面也可減少積灰并有利 于清掃, 原高溫段傳熱元件可繼續(xù)保留使用。要嚴格控制搪瓷的質(zhì)量, 搪瓷層要有一定的厚度保證使用壽 命, 嚴格控制搪瓷層的微孔和裂紋, 防止煙氣滲入腐蝕低溫傳熱元件, 引起搪瓷層開裂或者脫落。 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞

28、的預防和治理方法 2021-4-2527 l減輕堵塞的措施 3. 空預器改造 C.增強清灰效果, 良好的清灰效果可提高傳熱元件表面光潔度, 進而減輕NH4HSO4的結(jié)垢程度。由于NH4HSO4具 有很強的粘性, 需采用高壓蒸汽(空氣) 清灰裝置強力吹掃, 此外, NH4HSO4具有較好的水溶性, 在積灰情況 較重, 空預器進出口差壓增加較大時, 可采用高壓水流進行清洗, 形成雙介質(zhì)(蒸汽、高壓水) 吹灰。一般 情況下, 經(jīng)高壓水清洗后,空預器阻力可恢復到正常水平。清灰裝置在運行中可能會被部分轉(zhuǎn)子柵架遮擋清 灰路徑, 導致局部清灰效果差, 在不影響空預器整體結(jié)構(gòu)的條件下, 應(yīng)考慮對這部分轉(zhuǎn)子柵架

29、取消或進行 改造, 保證清掃路徑的暢通。 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2527 l減輕堵塞的措施 3. 空預器改造 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2527 l減輕堵塞的措施 3. 空預器改造 D.降低漏風率, 回轉(zhuǎn)式空預器是一個轉(zhuǎn)動機械,不可避免地存在漏風問題, 空預器漏風會導致傳熱效果變差, 傳熱元件溫度下降, 進而擴大NH4HSO4結(jié)垢的范圍。 回轉(zhuǎn)式空預器一般采用雙密封技術(shù), 漏風主要為密封漏 風和攜帶漏風。攜帶漏風不可避免,密封漏風主要由空預器的各密封間隙決定, 可以在檢修和運

30、轉(zhuǎn)中進行調(diào) 整。空預器的密封包括有徑向密封、 軸向密封、 環(huán)向密封和中心筒密封。在運行及檢修過程中, 最常見 的空預器缺陷是其密封間隙不合理, 實際間隙與設(shè)計值存在較大的差別, 因此要進行調(diào)整改造, 實際運行 中控制好密封間隙, 對磨損嚴重的密封片和密封板進行更換, 以減小漏風間隙降低漏風率, 提高傳熱效果, 減少NH4HSO4結(jié)垢的范圍。 六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法六、空氣預熱器堵塞的預防和治理方法 2021-4-2529 l隨著環(huán)保要求的日益嚴格, 越來越多的燃煤電廠選擇應(yīng)用SCR工藝脫硝, 由于其工 藝特點, 不可避免地會對空預器帶來腐蝕及堵塞的不利影響, 做好脫硝系統(tǒng)的優(yōu)化 運

31、行調(diào)整, 對空氣預熱進行合理的選型及改造, 可最大程度減小SCR工藝對空預器帶 來的不利影響, 在保證NOx達標排放的同時, 實現(xiàn)安全生產(chǎn)。 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l1.電廠概況 l電廠裝機容量為2330MW燃煤供熱機組，同步建設(shè)脫硫、脫硝裝置。#1機組于2011年1月投產(chǎn)。 #2機組于2011年4月投產(chǎn)，脫硝裝置采用選擇性催化還原脫硝（SCR）工藝，SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的 還原劑采用液氨蒸發(fā)方案，設(shè)計脫硝效率不低于60%。現(xiàn)有空預器在同步建設(shè)時已按照兩段布置， 冷端鍍搪瓷處理，以防硫酸氫銨腐蝕和堵塞。 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、

32、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- A側(cè)空預器冷端 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- A側(cè)空預器熱端 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- A側(cè)SCR反應(yīng)器底層催化劑 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- A側(cè)SCR反應(yīng)器頂層催化劑 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- A側(cè)除塵器頂部 七、駐馬店空預器堵塞情況分析

33、七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- A側(cè)除塵器內(nèi)壁 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- A側(cè)引風機葉片 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- B側(cè)空氣預熱器冷端 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- B側(cè)SCR反應(yīng)器底層催化劑 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- B側(cè)SCR反應(yīng)器頂層催化劑 七、駐馬店空預器堵塞

34、情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- B側(cè)除塵器頂部 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l2.現(xiàn)場照片- B側(cè)除塵器內(nèi)壁 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l3.空預器壓力變化情況 l自2013年8月以來，整個系統(tǒng)運行情況較為正常，空預器A、B兩側(cè)阻力差異不明顯，至2013年12 底開始，空預熱器A側(cè)阻力出現(xiàn)較快速度的增長，A側(cè)排煙溫度有著較快速度降低。由于A側(cè)煙風系 統(tǒng)差壓增大大，機組被迫降低負荷運行，只能運行到滿負荷的70%。A側(cè)阻力增大，排煙溫度過低也

35、 導致一系列問題。 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l4.脫硝運行情況 通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)調(diào)取發(fā)現(xiàn)電廠#1機組A、B兩側(cè)噴氨量偏大，噴氨過量較為嚴重；NOx出口控制濃度過低，一 般低于60mg/Nm3；根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示氨逃逸儀表長期未能正常投運，A側(cè)出口NOx測量1月份-3月份連續(xù)未能 正常運行；電廠在A側(cè)空預器堵塞嚴重后，主動調(diào)整A側(cè)噴氨量低于B側(cè)噴氨量。 此外，通過調(diào)取電廠SCR入口煙氣溫度，電廠在去年8月份90%負荷時，入口煙氣溫度為340左右，60% 負荷時入口煙氣溫度為300左右，12月份空預器開始堵塞時，SCR入口煙氣溫度為285左右，隨

36、著A側(cè)空預 器的堵塞加重，A側(cè)SCR反應(yīng)器溫度不斷下降，到停機前，已降至240左右。電廠長期連續(xù)在低于最低噴氨溫 度（根據(jù)設(shè)計文件315）下噴氨運行脫硝裝置。 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l5.空預器堵塞原因分析 lA.燃煤煤質(zhì)的變化 元素單位設(shè)計煤種現(xiàn)實際煤種 Car%50.2543.5 Har%3.082.72 Oar%4.253.13 Nar%0.931.2 Sar%0.931.5 Vdaf%27.8724.55 Aar%34.5638.95 收到基低位發(fā)熱量MJ/kg19.2317.60 目前實際燃燒煤質(zhì)灰分和硫分都有所增加，而燃

37、煤熱值降低，這將導致燃煤量上升，加大SO2和 煙塵的生產(chǎn)量，燃煤硫分及灰分的增加導致煙氣 中粉塵及SO3濃度增大，這是造成空預器堵塞的 因素之一。而且硫分增加也會導致最低噴氨溫度 增加。 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 lB.脫硝設(shè)施運行不正常脫硝設(shè)施運行不正常 電廠原脫硝設(shè)計效率為60%，實際入口NOx濃度為400 mg/Nm3，設(shè)計出口NOx濃度低于160mg/Nm3，現(xiàn)電 廠運行要求NOx濃度低于100mg/Nm3，相應(yīng)脫硝效率遠超設(shè)計效率，實際運行中控制出口NOx濃度更低，低于 60mg/Nm3，脫硝控制效率更高，長期超過原裝置設(shè)計出力

38、，將會導致氨逃逸增高。 根據(jù)電廠運行情況，機組負荷率較低，波動較大。由于氨逃逸表及NOx濃度測量表不準確，一方面NOx波 動較高時，為保證NOx達標排放，增加噴氨量，此時氨逃逸亦同時增加； 另一方面低負荷下電廠煙氣溫度低于最低噴氨溫度315，脫硝裝置仍投入運行，低溫下催化劑活性較低， 噴入的氨無法正常發(fā)生脫硝反應(yīng)，導致氨逃逸值增加。 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 lC.硫酸氫銨的影響 一方面，由于燃煤煤質(zhì)硫分增加，同時脫硝設(shè)施運行不正常導致氨逃逸值增加，形成硫酸氫銨的量增加。 另一方面，正常情況下硫酸氫銨在空預器換熱元件表面發(fā)生粘附和結(jié)灰的溫

39、度區(qū)間為150220，夏天排 煙溫度高，發(fā)生硫酸氫銨的區(qū)域面積較小，入冬以來排煙溫度低，電廠空預器未設(shè)置暖風器，特別是低負荷狀 態(tài)下發(fā)生硫酸氫銨粘附的區(qū)域面積擴大，在灰分較高的情況下，發(fā)生堵塞的幾率增加。因此，低負荷狀態(tài)下發(fā) 生硫酸氫銨粘附和腐蝕，若低負荷時間較短，負荷提高后溫度升高，可在一定程度上緩解硫酸氫銨的粘附程度， 但若發(fā)生粘灰或包裹等情況則該部分堵塞無法恢復。 根據(jù)“現(xiàn)場灰成分分析報告”，空預器冷端NH4+含量達到4.3%，說明氨逃逸量過大，通過空預器冷端的堵 塞情況分析可知，在空預器冷端形成大量的硫酸氫銨。除塵器中灰成分檢測出大量NH4+，進一步印證氨逃逸量 過大造成大量硫酸氫銨生

40、產(chǎn)。 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l現(xiàn)場灰成分分析報告 取樣位置NH4+含量（%）SO42-含量（%） A側(cè)空預器冷端4.324.6 引風機處9.214.8 A側(cè)袋式除塵器內(nèi)（白色結(jié)晶物）8.119.4 A側(cè)袋式除塵器內(nèi)（白色結(jié)晶物與塊狀 垢樣混合樣） 15.87.3 袋式除塵器表層灰樣8.765.1 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 lD. 阻力變化及流場不均影響 電廠在2013年12月底，由于某種原因造成A側(cè)空預器阻力高于B側(cè)阻力，造成煙氣的流場分布不 均勻，A側(cè)煙氣量小，導致A噴氨量過量

41、情況更加嚴重，A側(cè)更易于生產(chǎn)NH4HS04；A側(cè)煙氣流速慢， 煙塵更易于附集；導致A側(cè)阻力不斷增大，流場分布更加不均勻，A側(cè)排煙溫度越來越低，更利于 NH4HS04的附著產(chǎn)生，形成惡性循環(huán)。 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 lE. 小結(jié) 綜上所述，本工程#1機組空預器A側(cè)發(fā)生較為嚴重的堵塞，不僅僅是單一因素的作用結(jié)果，而 是多種因素共同作用下發(fā)生的，根據(jù)分析主要是由于長期高于原脫硝裝置設(shè)計效率運行，導致噴氨 量過量；原脫硝裝置煙氣溫度偏低，導致低溫狀態(tài)下噴入氨逃逸值增加；現(xiàn)場的部分表計不準確， 也導致電廠噴氨量控制出現(xiàn)問題；煙氣流場的不均勻，進

42、一步加速空預器A側(cè)堵塞程度；同時燃煤煤 質(zhì)含硫量及灰分增加，形成大量硫酸氫銨粘附灰分堵塞空預器。 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l6. SCR催化劑垮塌分析 電廠由于煤質(zhì)變化，脫硝運行不當及煙氣流程分布不均勻等因素造成空預器A側(cè)堵塞嚴重，A側(cè) 阻力不斷增大，A側(cè)風量小，B側(cè)風量大，B側(cè)SCR反應(yīng)器煙氣流速過快，造成B側(cè)催化劑沖刷嚴重， 產(chǎn)生大面積垮塌情況。 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l7.應(yīng)對措施及建議 （1）燃煤管理 合理摻配入爐煤，嚴格控制入爐煤灰分、硫分在規(guī)定范圍內(nèi)，盡量避免高灰、

43、高硫煤集中入爐后加 劇預熱器堵灰。 （2）脫硝系統(tǒng)改造 建議電廠進行脫硝增容改造，使脫硝設(shè)計效率高于80%，避免長期氨逃逸過高；建議電廠對催化劑 進行排查，更換磨損及垮塌的催化劑。 （3）增加暖風器配置或投運熱風再循環(huán)設(shè)備，以保證冬季或低溫狀態(tài)下空預器入口風溫達到設(shè)計要 求。 （4）增加暖風器配置或投運熱風再循環(huán)設(shè)備，以保證冬季或低溫狀態(tài)下空預器入口風溫達到設(shè)計要求。（4）增加暖風器配置或投運熱風再循環(huán)設(shè)備，以保證冬季或低溫狀態(tài)下空預器入口風溫達到設(shè)計要求。 七、駐馬店空預器堵塞情況分析七、駐馬店空預器堵塞情況分析 2021-4-2531 l8.應(yīng)對措施及建議 （4）加強脫硝運行管理 A完善脫

44、硝氨逃逸、NOx濃度等測量裝置，保證其測量準確性； B嚴格控制最低噴氨溫度保護；建議電廠運行中根據(jù)SCR反應(yīng)器的煙氣溫度調(diào)整脫硝運行，煙氣溫 度低于最低噴氨溫度時應(yīng)停止噴氨，以免氨逃逸過高，造成空氣預熱器堵塞，而引起一系列運行問 題。 C電廠應(yīng)及時更換垮塌及受損催化劑，在增容改造前，脫硝運行需合理控制噴氨量，出口NOx濃度 應(yīng)控制不低于原設(shè)計值160mg/Nm3，避免造成氨逃逸量過大，造成空預器堵塞。 （4）增加暖風器配置或投運熱風再循環(huán)設(shè)備，以保證冬季或低溫狀態(tài)下空預器入口風溫達到設(shè)計要求。（4）增加暖風器配置或投運熱風再循環(huán)設(shè)備，以保證冬季或低溫狀態(tài)下空預器入口風溫達到設(shè)計要求。 八、結(jié)論八、結(jié)論 2021-4-2531 l在增加SCR脫硝系統(tǒng)之后，空氣預熱器堵塞的主要原因是硫酸氫銨生成并附著在受熱面上，捕捉煙 氣中的飛灰而造成的堵塞。 l空氣預熱器的堵塞受到多種因素的影響：NH3濃度、SO3濃度、空氣預熱器本體結(jié)構(gòu)（分區(qū)、冷端長 度、換熱器材質(zhì)、換熱元件形式）?？傮w來說，NH3濃度和SO3濃度越低、空氣預熱器分