一、火電廠空預(yù)器的重要性及堵塞問題概述

火電廠空預(yù)器作為鍋爐的重要組成部分，有著至關(guān)重要的作用。它能降低熱量損失，利用鍋爐尾部煙道的煙氣熱量加熱進(jìn)入鍋爐的空氣，充分利用煙道煙氣的熱量，進(jìn)而降低熱量損失。同時，提高鍋爐效率，通過利用煙氣熱量加熱進(jìn)入鍋爐內(nèi)的空氣，提高了鍋爐內(nèi)的進(jìn)風(fēng)溫度，進(jìn)而提高了鍋爐效率。此外，還能提高燃燒效率，充分利用煙氣熱量，將燃燒所需的空氣進(jìn)行加熱，提高了鍋爐內(nèi)的燃燒效率。

然而，空預(yù)器堵塞問題卻給機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性帶來了嚴(yán)重影響。從安全性方面來看，空預(yù)器發(fā)生堵塞后，會引起爐膛負(fù)壓波動增大，也會導(dǎo)致空預(yù)器的煙氣側(cè)、一次風(fēng)、二次風(fēng)側(cè)的進(jìn)出口壓差增加。堵塞嚴(yán)重時會造成空預(yù)器漏風(fēng)系數(shù)增大，兩邊的排煙溫度溫差增大，鍋爐排煙損失增加。在這種情況下運(yùn)行時，引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)電流變大，耗電量增加，甚至有可能造成風(fēng)機(jī)失速進(jìn)而風(fēng)機(jī)跳閘引起鍋爐 RB 動作，對火電機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行造成威脅。

從經(jīng)濟(jì)性方面來說，以 130 噸鍋爐配套的 30000KW 發(fā)電機(jī)組為例，因空預(yù)器堵塞問題造成鍋爐停爐，停爐一次如果為 7 天檢修清理期，損失則是 252 萬。而且，空預(yù)器堵塞對鍋爐機(jī)組的運(yùn)行影響也比較直觀，當(dāng)空預(yù)器運(yùn)行到一定時間因堵塞問題，負(fù)荷功率下降，造成經(jīng)濟(jì)損失。此外，某電廠 660MW 燃煤發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行 1 年后，由于空預(yù)器堵塞，空預(yù)器壓差由設(shè)定值 1.2kPa 上升至 3.5kPa 左右，排煙溫度上升了 20℃，空預(yù)器出口風(fēng)溫降低 10℃，送風(fēng)機(jī)電流增加了 40A，引風(fēng)機(jī)電流增加了 120A，— 次風(fēng)機(jī)電流增加了 20A，這些數(shù)據(jù)都在表明空預(yù)器堵塞對機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性造成嚴(yán)重影響。

二、空預(yù)器堵塞的原因剖析

（一）入爐煤硫份偏高

實際燃用煤種含硫量變化大且偏離設(shè)計值，導(dǎo)致煙氣中 SO?含量增大，露點溫度升高，硫酸蒸汽在低溫波形板上凝結(jié)并結(jié)合灰分，堵塞預(yù)熱器孔道。

（二）氨逃逸高

NH?與 NO?反應(yīng)不充分、過噴氨等使煙氣中 NH?增加，與 H?SO?蒸汽反應(yīng)生成 NH?HSO?，其黏性大導(dǎo)致灰分聚集，蓄熱片通道變小。

（三）空預(yù)器吹灰效果不理想

多種因素影響吹灰效果，吹灰能力下降無法徹底作業(yè)，傳熱元件灰塵聚集形成積灰。

（四）空預(yù)器吹灰器設(shè)計不合理

熱端有吹灰器而冷端無，冷端易積灰形成吹灰死角。

（五）煤粉細(xì)度不合格

煤粉燃燒不完全，粗灰比例大在尾部煙道聚集，導(dǎo)致空預(yù)器堵塞。

（六）機(jī)組啟停影響

機(jī)組啟停過程對空預(yù)器堵塞也有著重要影響。在機(jī)組啟停過程中，排煙溫度通常較低，這使得 NH?HSO?容易結(jié)露。當(dāng) NH?HSO?結(jié)露后，會吸附飛灰，從而堵塞空預(yù)器。例如，在某火電廠機(jī)組啟動初期，由于輔助蒸汽溫度低且濕度大，容易使水蒸氣在熱端凝結(jié)，并粘結(jié)飛灰。隨著時間的推移，這些粘結(jié)的飛灰會不斷積累，增加空預(yù)器堵塞的風(fēng)險。

（七）煤質(zhì)影響

實際燃用的煤種變化較大，不僅含硫量高，而且水分也高。這種情況會提高 NH?HSO?的酸露點溫度。當(dāng)酸露點溫度升高時，空預(yù)器更容易發(fā)生積灰堵塞現(xiàn)象，同時也增加了低溫腐蝕的風(fēng)險。以某電廠為例，實際燃用煤種含硫量在 0.36%～2% 之間變化不等，含硫量高導(dǎo)致煙氣中 SO?量增大，且粘附性較強(qiáng)，易促使冷端結(jié)露腐蝕。同時，水分高也使得煙氣中的灰塵更容易粘結(jié)，進(jìn)一步加重了空預(yù)器的堵塞情況。

（八）排煙溫度偏低

NH?HSO?在特定溫度下為液態(tài)，當(dāng)排煙溫度偏低時，NH?HSO?更容易與飛灰混合在一起，在空預(yù)器中積累堵塞。一般來說，火電機(jī)組鍋爐排煙溫度設(shè)計值在 120℃左右，但實際運(yùn)行區(qū)間在 100～160℃之間。這個溫度區(qū)間部分處于 NH?HSO?的液態(tài)區(qū)間，因此空預(yù)器的排煙溫度控制非常重要。如果排煙溫度偏低，NH?HSO?就會在空預(yù)器中凝結(jié)，與飛灰結(jié)合形成堵塞物。

（九）吹灰動力不足

吹灰的作用是及時清除空預(yù)器受熱面上的積灰和硫酸氫氨板結(jié)物，但如果吹灰壓力低、時間短，就會造成空預(yù)器積灰不易吹盡。另外，如果吹灰蒸汽溫度低，又會造成蒸汽帶水，減弱吹灰效果。例如，實驗測試結(jié)果表明，當(dāng)吹灰壓力不足時，空預(yù)器積灰清理效果僅能達(dá)到正常情況的 60% 左右。如果受熱面積灰不能及時清除，時間長了就會造成板結(jié)，空預(yù)器差壓迅速增大。

（十）噴氨控制不佳

噴氨量調(diào)節(jié)邏輯存在問題會導(dǎo)致煙氣分布不均，氨逃逸超標(biāo)，從而造成空預(yù)器腐蝕堵灰。在標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)回路中，煙氣流量值通過鍋爐負(fù)荷（或鍋爐總風(fēng)量）換算，非實測數(shù)據(jù)，且反應(yīng)器內(nèi)的煙氣量不均勻，這導(dǎo)致理論計算在一定程度上失準(zhǔn)。加上 SCR 反應(yīng)器入口、出口 NO?濃度均為 CEMS 表計實測，數(shù)據(jù)采集存在一定的滯后性，且 CMES 表計測量存在一定程度的誤差，煙氣分布不均也會導(dǎo)致 CMES 儀表的取樣測點不具備代表性。由于以上原因，導(dǎo)致噴氨量自動調(diào)節(jié)準(zhǔn)確性降低。例如，某電廠在運(yùn)行過程中，由于噴氨控制不佳，個別測孔氨逃逸超標(biāo)，造成空預(yù)器腐蝕、堵灰，使空預(yù)器差壓上升。

三、應(yīng)對空預(yù)器堵塞的措施探討

（一）強(qiáng)化燃煤摻配

通過與供貨方簽定控制來煤硫分的購煤合同，嚴(yán)格控制入爐煤硫分。例如，某火電廠自 2018 年以來，對來煤結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，將進(jìn)廠煤質(zhì)含硫量控制在 0.3~1.3% 之間，較之往年有大幅下降，有效減少了煙氣中 SO?和 SO?的生成量，從而降低了 NH?HSO?生成的幾率。

（二）降低氨逃逸量

1. 對脫硝系統(tǒng)出口的氨逃逸率表進(jìn)行校驗，確保顯示值的準(zhǔn)確性。同時，將氨逃逸率嚴(yán)格控制在 1.5PPM 以內(nèi)（設(shè)計值為 3PPM），合理控制噴氨量，減少氨逃逸量。

1. 根據(jù)空預(yù)器實際工作狀態(tài)，對噴氨系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化處理。例如，在噴氨中增設(shè)煤量和風(fēng)量的反饋裝置，根據(jù)反饋信息及時采取調(diào)整措施，確保噴氨量滿足正常工作要求，提高噴氨系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。

（三）加強(qiáng)燃燒優(yōu)化和運(yùn)行調(diào)整

1. 采用低氧燃燒方式，在保障正常燃燒的前提下，降低氧氣含量，抑制 SO?的生成量，避免 NH?HSO?的產(chǎn)生，從源頭上控制堵塞情況的發(fā)生。

2. 優(yōu)化送風(fēng)自動和 CCS 功能，根據(jù)不同生產(chǎn)狀況精確控制氧氣量和煤炭量，確保 NO?體積分?jǐn)?shù)始終處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

3. 在運(yùn)行小指標(biāo)經(jīng)濟(jì)競賽中，加大影響空預(yù)器壓差的氧量、NO?的分值比例，調(diào)動運(yùn)行人員調(diào)整參數(shù)的積極性，讓降低空預(yù)器壓差成為每個人的行動。

（四）進(jìn)行吹灰器改造

利用機(jī)組檢修時機(jī)，在空預(yù)器冷端增設(shè) 2 臺吹灰器，實現(xiàn)空預(yù)器冷端與熱端都能吹灰，消除空預(yù)器的積灰死角，提高吹灰效果，減少堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。

（五）合理配煤

在實際生產(chǎn)中，盡量保持單一煤種的使用，或者嚴(yán)格控制高硫煤的摻燒比例。這樣可以避免因煤種復(fù)雜導(dǎo)致含硫量不穩(wěn)定，從而不抬高硫酸氫氨酸露點，減少其在空預(yù)器中的凝結(jié)和堵塞風(fēng)險。例如，某電廠通過合理調(diào)整煤種搭配，有效降低了空預(yù)器堵塞的發(fā)生率。

（六）噴氨系統(tǒng)優(yōu)化

對脫硝系統(tǒng)進(jìn)行噴氨優(yōu)化試驗，通過調(diào)整噴氨閥門等措施，改善流量分配不均的問題。確保氨氣在煙道內(nèi)均勻分布，與 NO?充分反應(yīng)，減少氨逃逸量。同時，加強(qiáng)對噴氨系統(tǒng)的監(jiān)測和維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)并處理問題，保證噴氨系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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