浅析硫酸氢铵热解方案在消除空预器堵塞中的应用

浅析硫酸氢铵热解方案在消除空预器堵塞中的应用

赵志伟陈健张娜

（徐州华润电力有限公司江苏徐州221142）

摘要：空预器是火电机组锅炉重要设备，机组运行不当会发生空预器堵塞情况，严重时威胁机组安全运行。本文首先分析硫酸氢铵生成对空预器的危害，结合徐州华润二期#4炉空预器硫酸氢铵热解处理方案，重点介绍硫酸氢铵热解处理在消除空预器堵塞方面的应用。

关键词：空预器堵塞；硫酸氢铵；热解

1引言

随着国家对环保要求的日益严格，火力发电机组大都采用了SCR脱硝工艺来控制NOx排放，SCR氨逃逸会造成硫酸氢铵的生成，吸附大量灰分在空预器中沉降，引起空预器堵塞及阻力上升，换热效率下降，影响机组安全。本文针对该情况，分析硫酸氢铵的生成机理及物质特性，讲解徐州华润#4炉不停炉情况下的空预器硫酸氢铵热解方案，达到降低空预器差压的目的。

2项目概况

徐州华润电力有限公司二期建设2×320MW亚临界机组，锅炉为东方锅炉厂生产的一次中间再热、四角切圆燃烧、单炉膛平衡通风、露天布置自然循环汽包炉，Π型悬吊结构，每台炉各安装2台豪顿华工程有限公司制造的三分仓容克式回转空气预热器，同步安装SCR脱硝装置。2018年冬季，徐州华润二期#4炉由于硫酸氢铵沉积，空预器存在一定的堵塞情况，影响了机组安全经济运行。

3硫酸氢铵生成对空预器的影响

由于锅炉烟气中存在SO2气体，SCR脱硝催化剂中的活性组分V在催化降解NOx的过程中，也会对SO2的氧化起到一定的催化作用，反应生成SO3[1]。在SCR烟气脱硝过程中，由于设备原因或者操作原因，造成氨的不完全反应，引起一定的氨逃逸。烟气中逃逸的氨与烟气中的SO3、水蒸气反应，生成硫酸氢铵。

NH3+SO3+H2O→NH4HSO4（3-1）

硫酸氢铵的露点为147℃，空预器常规设计的冷段层上方和中间层下方温区大概140～230℃，由于硫酸氢铵在此温区为液态向固态转变阶段，具有极强的吸附性，会造成大量灰分在空预器沉降，引起空预器堵塞及阻力上升，换热效率下降，脱硝催化剂失活、烟道腐蚀，影响机组安全。

图3-1空预器低温段硫酸氢铵附着

图3-2空预器高温段无硫酸氢铵附着

4空预器硫酸氢铵热解处理

4.1热解原理

锅炉正常运行时，风烟系统A、B两侧送风量、一次风量、引风量保持平衡，两侧排烟温度相近。进行空预器硫酸氢铵热解时，利用风烟系统送风量A、B两侧偏差，提高一侧烟气温度至200℃，进行单侧空预器硫酸氢铵热解，降低硫酸氢铵的吸附性，配合空预器连续吹灰，解决空预器堵塞的问题。

4.2热解步骤[2]

1）相关专业、检修人员到场，核对、调整相关热控保护，做好事故预想。

2）降负荷至200MW。

3）关闭两台送风机出口联络挡板。维持炉膛氧量正常，交替关小A送风机动叶，开大B送风机动叶。

4）控制A空预器出口烟温温升率<5℃/min，逐渐调整A空预器出口温度至200℃左右，稳定运行2小时，查看A空预器烟气差压变化情况。A空预器硫酸氢铵热解处理过程中两侧送风机电流、开度及排烟温度变化趋势如图4-1所示。

5）A空预器硫酸氢铵热解完成后，逐渐调整两侧送风机动叶开度，进行B空预器硫酸氢铵热解。

6）两台空预器硫酸氢铵热解完成后，恢复机组正常运行方式。

图4-1两侧送风机电流、开度，两侧排烟温度

4.3热解注意事项

1）提前调整入炉煤质，确保热解过程中锅炉燃烧稳定。

2）运行值长负责现场运行调整统一调度，相关人员应及时到位，所有人员应服从值长统一指挥。

3）所有操作应尽量平稳，避免发生异常事件。

4）发现威胁机组安全运行时应立即停止升温工作，立即恢复原运行工况。

4.4热解效果

徐州华润#4炉A空预器硫酸氢铵热解过程差压变化曲线如图4-2所示，热解处理前后，相同负荷工况下，空预器烟气差压、二次风差压、一次风差压均有明显下降。

图4-2A空预器硫酸氢铵热解差压变化曲线

由表4-1可得，热解前后相同负荷工况下，A空预器烟气差压由2.42kPa降至1.64kPa，A空预器二次风差压由0.85kPa降至0.66kPa，A空预器一次风差压由2.61kPa降至1.75kPa，大幅降低了空预器差压，从而改善风机运行状态，保障机组安全经济运行。

表4-1A空预器硫酸氢铵热解前后差压

5总结

火力发电机组锅炉尾部受热面硫酸氢铵的生成，会引起空预器堵塞，影响机组安全稳定运行。徐州华润#4炉空预器硫酸氢铵热解方案取得了良好效果，在不停炉的情况下，大大缓解了空预器堵塞情况，保证了机组安全经济运行。

参考文献：

[1]杨宁，空预器堵灰致使差压大分析，电力设备，2016年第21期

[2]李江宁，#4炉空预器硫酸氢铵热解处理方案，徐州华润电力有限公司，2018年12月