火电厂回转式空预器的堵塞调研及解决分析

火电厂回转式空预器的堵塞调研及解决分析

贾天斌

大唐蒲城发电有限责任公司 陕西省渭南市 715501

摘要：火电厂回转式空预器在运行过程中经常会发生堵塞问题，为了有效地解决这一问题，本文对空预器堵塞原因进行了分析，发现硫酸氢氨的生成是引起堵塞的主要原因。接着，又提出了应对堵塞问题的合理解决方案，从而对回转式空预器进行有效的清理。

关键词：回转式空预器；堵塞；硫酸氢氨；清堵工艺

引言：火电厂回转式空预器在使用过程中极易发生堵塞，这种堵塞主要是由硫酸氢氨引起的。空预器在堵塞后，将会影响到火电厂对烟气排放的过滤，使有害气体排放到空气中，对环境造成污染，因此，需要采取有效的措施对空预器进行及时的清堵，避免空预器出现堵塞问题。

1火电厂回转式空预器堵塞原因分析

1.1空预器工作原理

空预器是提高锅炉热交换性能的重要设备，可以在很大程度上降低热量的损耗，同时具有对空气进行预热的功能。空预器在启动后，当烟气进入空预器时，烟气中携带的热量会被空预器中的散热片吸收，同时烟气会排出到外侧，从而将烟气中的热量保留下来,减少热量的散失，提高锅炉的热交换性能。空预器在锅炉燃烧中的作用主要包含三个方面：第一，可以强化锅炉的燃烧效果。空预器将热量传回锅炉后，可以保障锅炉处于稳定燃烧的状态，降低锅炉的热损失；第二，可以强化传热，让炉内能够保持当前温度，提高炉内的辐射传热；第三，可以降低排烟温度，让锅炉保持良好的热效率，与不使用空预器相比，热效率可以提升7%左右，进而节约燃料的使用。因此，空预器被广泛用于锅炉的排烟系统中。

1.2空预器堵灰原因

火电厂为实现节能减排的要求，通常会在空预器入口安装烟气脱硝装置，以此来减少 气体的排放。在烟气脱硝过程中，喷氨量非常难以控制，进而需要用到氨气脱硫脱硝装置。根据化学反应原理分析，脱硫后的氨气将会与烟气中的 反应，最终生成硫酸氢氨（ ）。硫酸氢氨是一种液体物质，具有一定的粘稠性，当硫酸氢氨进入空预器后，极易附着在空预器内表面，同时将烟气中的颗粒物质吸附在其表面，进而导致空预器发生堵塞。此外，硫酸氢氨对空预器具有一定的腐蚀性，在长时间的腐蚀影响下，空预器内表面将不再光滑，导致空预器更加容易沾灰，进而造成空预器发生堵塞^[1]。

1.3空预器内硫酸氢氨的生成

硫酸氢氨主要是由氨气和 在一定反应条件的情况下生成的，反应的化学方程式为： + + 。 是脱硝过程产生的， 具有两种生成方式：第一，锅炉中的 在高温条件下可以生成 ，而且 的转化率在1%左右。第二，脱硝过程中会生成 。这是因为脱硝反应中的催化剂中含有钒，而这种物质对 同样具有催化作用，最终生成 。因此，为了减少 的生成，在脱硝反应中，需要严格控制钒的用量，从而有效地抑制 向 转变。 对火电厂的设备影响很大，会限制空预器的热回收效果，同时也会影响活性炭对汞元素的吸收。这是因为 和汞之间会竞争活性炭，一旦 进入活性炭，活性炭对汞的吸收效果将会降低。

空预器对于 具有良好的脱除效果，可以在很大程度上降低 的浓度，脱除效果可以达到11%-14%之间。当烟气温度低于260℃时， 将会与 结合，生成硫酸。硫酸预冷后将会凝结在空预器的表面，进而对空预器内表面造成腐蚀，导致空预器容易沾灰，进而发生堵塞。此外， 还会与 反应生成硫酸氢氨，当温度高于220℃时，硫酸氢氨以气体形式存在；当温度低于这一温度时，硫酸氢氨将会变成粘稠的液体，冷凝后将会附着在空预器内表面，紧接着，当烟气经过硫酸氢氨时将会被吸附，导致烟气的颗粒物质附着在硫酸氢氨表面，进而引起空预器发生堵塞。此外，硫酸氢氨除了会附着在空预器上，还会附着在极线、极板等设备上，会使装置中的下游设备受到影响。因此，需要及时清除空预器上的硫酸氢氨，避免其对其它设备造成影响。

2火电厂回转式空预器堵塞解决方案

2.1SBS喷射工艺

SBS喷射工艺可以在 进入空预器之前将其清除，可以有效地避免硫酸、硫酸氢氨在空预器中发生附着，从根本上防止空预器发生堵塞。SBS喷射工艺可以有效地去除烟气中的 ，具体操作步骤为：在空预器的入口处喷射 溶液，通过 与 发生化学反应，从而将烟气中的 过滤掉。SBS喷射工艺的核心是喷射系统，通过喷嘴可以非常方便地将 溶液喷进烟气中，同时喷射系统中有多个喷嘴，这样可以极大地提高 的净化效率，让 溶液能够和烟气充分接触。喷嘴可以对空气进行压缩来实现 溶液的雾化，这有利于溶液与空气的充分混合。此外，为了提高 的净化效果，可以在尾部烟道的多个位置进行 溶液的喷洒，如脱硝装置入口、空预器入口等，在这些位置中 的浓度通常较高，在多个位置进行喷洒后，可以更好地净化整个装置中的 ，并且有效地阻止 进行下一个装置，从而减少硫酸和硫酸氢氨在空预器中生成。

2.2碱性吸附剂注射技术

碱性吸附剂注射技术可以有效地净化烟气中的酸性物质，如 、HCL等，被广泛应用于酸性烟气的处理。该技术的使用步骤如下：将碱性吸附液注射到炉内或者烟道中，通过碱性物质的吸附作用去除烟气中的 、HCL等气体，最终生成盐类物质，进而脱硫烟气中的酸性物质。吸附液的种类包括钙类、镁类、钠类等，这些物质形成的溶液通常具有极强的碱性，因而可以较为迅速地和酸性气体反应。例如：以 作为吸附剂， 的脱除效果可达到5mg/ ，因此，碱性吸附剂具有极高的脱除效果，可以有效地去除烟气中的^[2]。

2.3高压水清洗技术

高压水流主要是在空预器发生堵塞后，对堵塞物质进行清理。采用该方法清理空预器堵塞主要具有以下优点：第一，可以实现在线清理，无需进行停机操作，并且操作简单，不会给机械设备带来太大的负担；第二，可以在很大程度上减少空预器元件的损耗，有效地延长空预器的使用寿命；第三，高压水清理的方式具有极高的安全性，工作人员可以远离空预器进行喷水。与此同时，该方法也具有一定的缺点：第一，会导致排烟温度降低，影响空预器的热转化效率，造成热量损失。而且一旦操作不当，很容易对设备造成腐蚀；第二，剧烈的温差变化可能会对空预器的传热能力造成影响，甚至会对空预器造成损伤；第三，对于出口处的无烟气挡板，系统无法隔离，会导致清洗过程较为困难。

2.4风压吹灰技术

当空预器中堵塞不严重时，可以采取风压吹灰技术，将堵塞物从空预器中吹出。在吹灰过程中，需要保证吹灰枪的温度和烟气的温度相近，这样可以有效地避免热量的散失，避免对空预器的传热效率造成影响。此外，空预器烟气的侧压超过2.2kPa时，需要在空预器的冷端进行吹灰，并且使吹灰的次数达到两次以上。

结论：综上所述，硫酸氢氨是引起火电厂回转式空预器堵塞的主要因素，当空预器发生堵塞后，将会降低空预器对火电厂烟气的净化效果。因此，在空预器发生堵塞之前，需要及时进行清理，从而保障回转式空预器对火电厂烟气的处理效果。

参考文献：

[1]张育军.回转式空气预热器堵塞的原因及应对措施[J].山西科技,2018,33(02):113-114+118.

[2]陈海玲,姬鄂豫,姚杰新.火电厂回转式空预器的堵塞调研及解决方案研究[J].现代化工,2019,39(10):195-199.