燃煤机组脱硝改造对空气预热器的影响及解决措施

李兴强

（云南滇东雨汪能源有限公司，云南 曲靖 655507）

对于燃煤发电机组实施脱硝改造措施，不能忽视空气预热器受到脱硝改造引发的诸多不良影响[1]。这是由于，空气预热器可能遭受强烈腐蚀或者受到灰尘阻塞，引发机组整体状况的显著恶化。因此，采取必要的运行措施和解决对策，维持空气预热器原有的运行性能，尽量避免脱硝改造给其带来的干扰与影响。

一、燃煤机组脱硝改造情况

云南滇东雨汪能源有限公司#1机组为600MW燃煤火力发电机组，采用北京巴威公司制造的亚临界、单炉膛、“W”火焰燃烧方式、中间一次再热、自然循环、平衡通风、固态排渣、露天布置的全钢架结构悬吊式燃煤汽包炉，于2009年投产[2]。2013年，为符合国家“节能减排”政策要求，实施了#1锅炉全套的烟气脱硝SCR装置改造。

此次#1锅炉脱硝改造，采用选择性催化还原法（SCR）脱硝工艺，液氨还原剂，按BMCR负荷点、入口NOx浓度1200mg/Nm3、出口200mg/Nm3进行设计，并要求氨逃逸浓度不大于3µL/L，SO2/SO3转化率不大于1.0%。除此以外，采用板式催化剂，按“2+1+1”模式布置。设置声波和蒸汽吹灰器。

二、空气预热器受到脱硝改造的影响

在多数情形下，空气预热器之所以呈现较高的内部压差，其中根源应当在于较高的硫质量分数[3]。通常来讲，处于燃烧状的煤粉将会导致三氧化硫与二氧化硫的生成，并且显著增加了三氧化硫在烟道出口部位的存积量。SCR系统如果设有三层的催化剂，那么存积于出口的三氧化硫将会呈现50%的增加幅度。经由系统催化层以后，三氧化硫就会呈现五倍左右的体积增加幅度。

从本质上来讲，金属受热面并不会受到硫酸蒸汽给其带来的腐蚀影响。然而，处于凝结状态并且温度较低的硫酸蒸汽很可能增加了灰尘堵塞的隐患与威胁。这主要是由于，烟气携带的灰尘将会被硫酸蒸汽黏结，并且引发低温腐蚀的影响。在此情形下，就会加剧空气预热器遭受灰尘堵塞的状态，且大大增加空气预热器压差以及烟道阻力。

此外，锅炉尾部烟道截面NOx浓度分布不均匀，显著增加了脱硝控制的难度，造成锅炉运行中氨气逃逸量增大。并且，系统测量仪表针对上述的氨气逃逸不能全面予以反映。经过氨气喷射处理以后，蓄热片就会附着很多液态并且黏度较高的氨气。由此可见，空预器在受到氨气逃逸引发的影响下，还会降低蓄热元件的换热效应。受到灰尘堵塞的空预器还会引发显著的系统腐蚀现象，并进一步增大锅炉尾部烟道压差[4]。

三、探求解决措施

通过上述的分析，可以得知空预器之所以会受到堵塞影响以及其他影响，根源就在于灰尘与逃逸氨气黏结并且呈现较多的灰尘累积现象。因此，脱硝改造后严格控制蓄热元件的冷端温度，并且科学地对空预器的蓄热元件进行改进处理。同时，对于吹灰系统也要予以相应的性能优化。在实践中，解决空预器受到的脱硝改造的影响应采取如下措施：

（一）提高脱硝装置安装、调试质量

脱硝装置的布置方式、安装、调试质量，密切关系SCR装置运行过程中氨逃逸浓度和SO2/SO3转化率的大小，在根本上影响空预器的运行状况。因此，加强脱硝装置改造过程的质量控制、严格关键工序验收和科学组织运行调试，保持脱硝装置在最优状态运行，确保对其实施灵活的调整[5]。具体而言，脱硝反应器在投运以前，稀释风机以及系统出口挡板要提前启动，并且密切监控反应器的升温状态。

（二）避免系统受热面存积过多的灰尘

空预器的受热面尾部如果存积了较多的灰尘，空预器差压将接近并超过控制值，影响或危及空预器的安全、经济和稳定运行。因此在锅炉运行中，并且视情况来调整炉膛、受热面和空预器的吹灰方式和频率，以有效控制空预器蓄热元件的积灰和差压。此外，蒸汽吹灰系统投运前，必须对系统进行充分疏水，控制吹灰母管压力在2.5MPa左右，按照规程要求的吹灰流程，每次保持连续、全面吹灰。严格控制SCR装置运行中氨逃逸浓度，减少硫酸氢氨的生成，降低其与烟气中灰尘结合的粘结性，避免空预器蓄热元件积灰的恶性发展。

（三）避免空预器出现低温腐蚀

通过标准化管理，提高脱硝改造安装和调试质量，机组并网后保持SCR装置良好的运行状态。同时，通过运行控制手段全面防止空预器受到低温腐蚀的影响。一方面，对空预器“逢停必检”，及时调整空预器径向密封片，控制空预器漏风率在5%以内；另一方面，精心制定每班配煤掺烧方案，加强输煤运行专业精细化配煤管理，严格控制锅炉出口SO×浓度，防止大幅波动；其次，加强锅炉配风调整，严格控制过剩空气系数，减少SO3生成，以降低烟气酸露点；另外，冬季或环境气温骤降时，及时投入锅炉暖风器运行，控制空预器冷端温度在烟气酸露点之上。加强锅炉运行调整，防止炉膛偏烧或尾部烟道左右侧烟温出现大的偏差，严格控制排烟温度。

结束语：

当前在国家环保政策要求下，脱硝改造工程在燃煤发电机组普遍推广，多数单位也在寻求适合于企业设备现状的改造方案。在脱硝改造后，空预器的安全和经济运行受到多方面挑战，稍有不慎可能造成空预器跳闸，出现机组非计划停运的巨大经济损失。因此，多措并举采取切实可行的运行措施与解决对策，保护锅炉空气预热器的稳定运行，确保SCR装置改造达到最优的综合效果。