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1、空气预热器堵塞对引风机运行的影响分析陈学永南京化学工业园热电有限公司 摘要：随着环保要求的日益严格，电厂机组采用SCR脱硝工艺控制NOx排放是大势所趋。但是逃逸的氨气会生成硫酸氢铵并沉积在空气预热器中，导致空气预热器堵塞，系统阻力增大，影响到引风机的运行。关键词：硫酸氢铵 空气预热器 堵塞 引风机 影响1 项目概况南京化学工业园热电公司二期建设2300MW亚临界参数机组，锅炉为上海锅炉厂生产的一次中间再热、四角切圆燃烧方式、单炉膛平衡通风、露天布置自然循环汽包炉，型全悬吊结构，每炉各安装2台上锅厂制造的回转式三分仓空气预热器，同步安装SCR脱硝装置。2 设备规范表1 空气预热器名称单位规格转子
2、直径mm10318高温段传热元件的高度mm1100高温段传热元件材质Q235低温段传热元件的高度mm1000低温段传热元件材质Corten钢总换热面积m253390烟气侧阻力Pa800空预器进口烟温360.6（BMCR工况）347.2（300MW考核工况）空预器排烟温度（修正）130（BMCR工况）124.6（300MW考核工况）表2 引风机名称TB工况BMCR工况型号AN25e6调节方式静叶调节风机全压6469Pa5175.1Pa风机静压6160Pa4923.1Pa风机入口质量流量225.96kg/s207.90kg/s生产厂家成都电力机械厂3 空预器堵塞原因分析3.1硫酸氢铵（ABS）的影
3、响硫酸氢铵（ABS）是引起堵塞的主要原因。沉积烟气温区：230-150，由气态液态固态转化。硫酸氢铵通常沉积在预热器中间部位传热元件上，在液态向固态转换时吸附灰分，直接沉积在金属表面。 ABS , AS的形成 SCR系统脱硝反应未完全耗尽的氨气（NH3），和烟气中的SO3、水蒸汽很容易产生下列反应：NH3+SO3+H2O NH4HSO4 (NH3 : SO3 2 : 1时)（AS）SCR催化剂同时将部分SO2转化成SO3，加剧冷端硫酸腐蚀SO2 +O2 SO3， SO3 + H2O H2SO493.3121.1148.9176.7204.4232.2260.0287.8高尘布置SCR低尘布置S
4、CR温度 () 灰吸附区沉积区凝固区露点以上凝固区露点以上硫酸氢铵露点沉积区图1 硫酸氢铵沉积温度3.2氨气逃逸量过大的影响氨气逃逸量过大直接导致硫酸氢铵的大量产生。影响氨气逃逸量过大的主要因素：1）进口烟气中NOx浓度过高，为了降低出口烟气中NOx浓度而加大喷氨量；037.893.3148.9204.4260.0315.5371.102545087621016127015241778传热元件高度, mm, 从冷端起算烟气温度 冷端层热段层最低金属温度线硫酸氢铵露点最高金属温度线硫酸氢铵沉积区中间层图2 常规空气预热器中硫酸氢铵沉降区2）进口烟气中局部NOx浓度过高，但误认为所有烟气中NOx浓
5、度都过高而加大喷氨量；3）锅炉运行工况发生变化，而SCR喷氨未能同步导致氨逃逸量增大；4）喷氨格栅发生泄漏；5）催化剂使用时间过长或损坏、堵塞，导致活性降低；6）氨气逃逸率无法准确及时监测。4 空预器堵塞对引风机运行的影响空预器堵塞，导致烟道阻力增加，改变了引风机运行工况。在阻力过大时，引风机发生失速无法正常运行。根据轴流风机的性能曲线（Q-H）特点，风机正常工作时，工况点落在失速线下方的第一象限内。在静叶或动叶开度不变的情况下，当系统内阻力增加时，流量（Q）减小，压头（H）增大，风机工况点向失速线方向移动，当工况点落在失速线上方的第一及第二象限内时，风机即发生失速。不同的静叶或动叶开度，会对
6、应不同的（Q-H）性能曲线，但其特性一致。化工园二期#5锅炉两台空预器由于硫酸氢铵沉积，堵塞严重，5A引风机自2012年1月4日首次报告运行异常，判断风机失速，风机出力受到严重影响。2012年春节期间，#5机组临检，#5炉空预器进行了高压水冲洗，堵塞情况有所好转，空预器差压有所降低，机组启动后，5A引风机失速情况有所改善。图3 2012年1月4 -10日 5A空预器烟气差压、引风机静叶开度、引风机电流图4,2012年2月1-5日 5A空预器烟气差压、引风机静叶开度、引风机电流5 风机失速的危害风机发生失速，主要危害一是长时间运行可能引发共振致叶片断裂；二是可能诱发喘振跳风机。6 避免空预器堵塞
7、的方法6.1 严格控制喷氨量与氨逃逸率控制了氨逃逸量，就等于切断了硫酸氢铵生成的源头。没有了硫酸氢铵的沉积，空预器堵塞的可能将大大降低。对于对氨逃逸率无法进行准确及时监测的机组，控制喷氨量更为重要，不能单单通过SCR进出口烟气中NOx的浓度来确定喷氨量。6.2 进行空预器换热元件改造2012年4月20日，化工园二期#5机组开始计划性A修。期间，进行了空预器改造，将两台空预器冷端换热元件由Corten钢材质的普通板型结构更换成镀搪瓷的耐硫酸氢铵沉积设计的板型结构，将热端换热元件全部吊出进行高压水冲洗。 元件在硫酸氢铵沉降区域分层 硫酸氢铵沉降区元件表面为氧化氛围 硫酸氢铵沉降区域传热元件为开通道
8、 清洗效果覆盖不了硫酸氢铵沉降区域热段层冷段层转子中心线吹灰器清扫范围中温层硫酸氢铵沉降区图5 常规预热器设计转子断面图#5炉A修结束机组启动运行，两台空预器差压得到明显改善。6.3 及时进行空预器冲洗硫酸氢铵沉积物是高水溶性的物质，利用停炉间隙或计划检修期间，对空预器进行高压水冲洗，保证较长的冲洗时间，单台空预器控制在48h左右，可以达到不错的效果。有条件最好将换热元件全部吊出进行冲洗。吹灰器清扫区域 在硫酸氢铵沉积区不再有元件分层 硫酸氢铵沉积区使用耐腐蚀传热元件表面 硫酸氢铵沉积区用封闭流道 DNF 板型传热元件调整内容热段层转子中心线硫酸氢铵沉 降 区冷段层图6 耐硫酸氢铵沉积设计的转
9、子结构037.893.3148.9204.4260.0315.6371.102545087621016127015241778传热元件高度，mm, 从冷段算起烟气温度 硫酸氢铵沉降区冷段层热段层最低金属温度硫酸氢铵露点线最高金属温度图7 耐硫酸氢铵沉积设计转子内沉积区域表3 改造后空气预热器规范名称单位规格转子直径mm10318高温段传热元件的高度mm1100高温段传热元件材质Q235低温段传热元件的高度mm1000低温段传热元件材质进口低碳钢镀搪瓷总换热面积m247868搪瓷厚度mm0.4 -0.45传热元件增加重量t9烟气侧阻力Pa1100空预器排烟温度（修正）130（BMCR工况）图8,2012年4月15 -20日,5A空预器烟气差压、引风机静叶开度、引风机电流图9,2012年6月15-30日, 5A空预器烟气差压、引风机静叶开度、引风机电流参 考 文 献1南京化学工业园热电公司#5锅炉运行记录；2上海锅炉厂空气预热器产品说明书；3上海锅炉厂配套SCR空气预热器技术资料。作者简介：陈学永，男，南京化学工业园热电公司技术支持部锅炉专工，本科毕业，工程师，联系电话18251805078。
