探讨600MW机组脱硝改造后空预器差压大问题

探讨 600MW机组脱硝改造后空预器差压大问题

金云

宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司 宁夏青铜峡 751067

摘要：就目前600MW机组在火电厂中脱销系统的应用比较广泛，机组脱硝改造后，存在空预器差压大问题，导致空预器堵塞情况出现。基于此，本文分析了600MW机组脱硝改造具体情况，提出脱硝改造后空压器压差大问题出现原因，最后针对此些原因制定出相应解决措施，以供参考。

关键词：600MW机组；脱硝改造；空预器 ；差压大

前言：随着社会经济发展速度不断加快，国家对工业生产期间的环保问题日渐关注，推动各生产阶段600MW机组设备大面积脱硝改造。虽然脱硝改造后的机组污染物产出量减少，但其空预器运行工况日渐复杂，出现较为严重的堵塞与腐蚀问题，一定程度影响到锅炉运行期间的安全性。因此为积极发挥出600MW机组脱硝改造后的积极作用，需要细致分析机组脱硝改造现状，明确空预器压差大问题存在原因，针对此些原因制定出专项可行的解决对策。

一、600MW机组与空预器脱硝改造现状

以某电厂600MW锅炉机组为例，该机组设备为亚临界、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、 一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、全钢构架的Π 型汽包锅炉。

在600MW机组与空预器脱硝改造期间，主要分为以下几个流程：

1、替换机组内空预器的传热元件，优化原有冷端热传感元件材料。如将传统材料替换为搪瓷材料元件，从根本上提升元件后期运行期间的抗腐蚀性^[1]，在空预器结构基础上增加转子热端环向隔板，扩大热端环相隔板面积。

2、增强传统600M机组内空预器密封片的密封性能。原空预器内密封片的冷端与热端采用柔性接触方式，实际密封效果不佳^[2]。而通过在密封片基础上安装固定扇形板，并对漏风位置进行补焊处理，可以从根本上降低空预器漏风问题发生几率，从根本上提升空预器实际运行效果。

3、对600MW机组空预器内部吹灰器结构进行改造，确保原有蒸汽吹灰方式，增加一路空预器高压水冲洗装置，在空预器停运检修期间可以进行高压水冲洗保证空预器受热面的清洁，保证空预器差压正常。

二、600MW机组脱硝改造后空预器压差大问题

锅炉空预器蓄热元件处受烟气中的三氧化硫、水蒸气、氨气、金 属氧化物及灰尘颗粒影响，堵塞蓄热元件蓄热片间通道，引起空预器压差大，影响引风机等设备正常运行，严重影响到600MW机组运行期间的的安全性与效益。

600MW机组脱硝改造后空预器压差大，因空预器内部压差较大，风烟道阻力提升，空气预热器密封性能被削弱，风机运行期间的耗电量增多，同时，在空预器压差过大的情况下，内部转子的扭矩受力增大，下轴承受力作用日渐提升，严重影响到600MW机组整体的全生命周期。

在因空预器压差增大发生堵塞问题后，空预器的局部受热面积增大，一二次风压与风量出现波动情况，严重时会引发风机喘振，导致机组出现非停事故^[3],使电厂运行期间的经济效益严重下降。

三、600MW机组脱硝改造后空预器压差大原因

1、烟气中的三氧化硫、氨气较多，引发空预器堵塞问题。本文案例中的600MW机组主要由钢板轧制而生，因其气流流通渠道较为狭窄，经常会出现积灰情况。同时，在硫酸氢氨与灰混合在一起附着在空预器受热面的情况下，堵塞问题也会进一步加剧。在机组内煤燃烧时，烟气中的含硫化合物将不断增多，并在脱硝期间使氨气逃离^[4]。在氨气与含硫化合物发生化学反应时，将会产生硫酸氢铵物质，并在温度较低的情况下以固态存在，附着在空预器冷段，导致空预器内部经常会出现堵塞甚至腐蚀现象，严重影响到600MW机组脱硝后运行期间的安全性与稳定性。

2、600MW机组在脱硝改造后，空预器内部积灰情况日渐加剧，导致空预器运行压差过大，使机组在运行期间面临更多的故障隐患问题。具体来说，烟气在空预器内部流速缓慢，低于预期设计值。在烟气停留在空预器内时，烟气携带的大量灰粒将会沉积到与空预器受热面处，并形成松散的积灰层结构。由于烟气中的酸蒸气与水蒸气将会在低温金属壁上凝结，并与灰粒共同附着在空预器内部，导致空预器的积灰量增长，致使其内部压差过大。

3、因600 MW机组脱硝改造时的设计工作不到位，空预器在实际运行期间的压差控制不严，导致空滤器堵塞问题经常出现，使机组运行期间的质量与效率严重下降。由于锅炉机组在脱硝改造期间，需要对机组内部运行数据进行不断优化，并严格遵照相关设计要求开展空预器设计工作，在相关设计人员专业技能与职业素养有待提升的情况下，极易引发空预器运行故障问题，使机组整体运行效率受到不同程度影响。

四、600MW机组脱硝改造后空预器压差大问题解决措施

1、进行脱销喷氨优化实验

为全面掌握 6 号炉脱硝系统运行状况，在脱硝投运正常的情况 下，测试脱硝系统出口烟道内 NOx 与 O2的分布规律，利用代表点分析烟气中的 NOx 与 O2浓度，获得烟道截面的 NOx 与 O2浓度分布，并对SCR 出口 NOx 与 O2 浓度进行分析，及时掌握现工况下 NOx 与 O2分布情况，并对喷氨量进行调节，以优化喷氨的均匀度，消除由锅炉烟气流场改变引起 的喷氨量不均现象，减轻由于局部喷氨量过大造成空预器堵塞的情况。

2、 进行空预器高压水冲洗

传统定期吹灰系统难以将附着在空预器表面的积灰清除干净，在空预器设备内增加在线高压水冲洗系统方式，及时清洁空滤器内部结构，避免空预器经常出现堵塞问题。

为从根本上提升空预器冲洗效果，采用机组停运冲洗方式。对与空预器进行浇包处理，然后开展高压冲洗工作，将冲洗水压力控制在25MPa左右。在冲洗完毕后，启动空预器设备以及一、二次暖风器，对空预器内部各构件进行烘干处理。

经过实验研究发现，在经过在线高压冲洗后，空预器运行期间的压差大问题便明显改善，送风机与引风机运行期间的电流被控制在设计范围之内，切实提升了600MW机组脱硝改造后的运行效果，机组运行期间的安全性与经济效益得到了根本上保障。

3、进行单侧空预器升温气化硫酸氢铵

在烟气温度处于 140℃-200℃产生硫酸盐、硫酸氢铵凝结，粘附灰颗粒，堵塞蓄热元件蓄热片间通道，引起空预器压差大，影响引风机等设备正常运行，而通过提高空预器冷端综合温度气化硫酸氢氨可减缓空预器堵塞现象。

将机组负荷控制在 400MW左右，逐渐降低空预器差压大侧送风量，增加另一侧送风机，保持总风量不变，监视空预器出口烟气温度（平均温度）升温速度上升速率不大于 1℃/min， 升温过程中进行 15℃观察 5 分钟，直至空预器出口烟气平均温度升至 195℃（空预器出口烟道非金属膨胀节耐温极限为 200℃），送风机动叶开度≮10%，若空预器出口烟气温度未达到要求，可缓慢增加负荷至450MW。当空预器出口烟气温度（平均温度）升至 195℃后 投运空预器连续吹灰，维持 3～4 小时，观察空预器差压不再下降，则操作结束，逐渐恢复至原运行方式。

通过单侧空预器升温气化硫酸氢铵后空预器差压明显下降，机组运行期间的安全性与经济效益得到了根本上保障。但操作过程中需制定好相关的技术措施，保证机组安全运行。

总结：总而言之，对600MW机组进行脱硝改造，能够满足工业绿色环保生产要求。但在脱硝改造后，机组内空预器经常会在各种因素干扰下出现压差大问题，需要结合此些问题不断优化空预器结构，从根本上提升600MW机组运行期间的安全性与稳定性。

参考文献：

[1]舒健. 某燃煤电厂600MW机组空预器堵塞原因及应对措施[J]. 低碳世界,2019,9(09):94-95.

[2]涂以康. 岱海电厂600MW机组一次风机节能优化改造方案与经济性研究[D].华北电力大学(北京),2016.

[3]卢建海. 某发电公司600MW机组引风机变频改造项目研究[D].浙江工业大学,2016.

[4]靖东平. 600MW机组宽工况脱硝烟气旁路技术方案应用分析[J]. 电站辅机,2016,37(03):35-37.