锅炉空气预热器堵塞原因分析及措施(国电技术中心)

设计影响
SCR影响 空预器 堵塞原因 煤质影响
运行影响
维护影响
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设计问题
空预器直径和高度
空预器波形
空预器材质
空预器的阻力与空预 器的直径、高度和体 积密度有很大的关 系，直径大、高度 低、体积密度小的空 预器其设计阻力较 小，运行中也不易产 生堵灰现象。
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SCR入口烟温的影响 SCR的投运对于入口烟温有严格要求，当入口 烟温偏离设计值时，SCR的催化剂催化效率大 幅下降，导致氨逃逸率明显增加，生成大量硫 酸氢氨，空预器发生堵塞的可能性大幅增加。
烟温偏离 脱硝效率 降低 氨逃逸率 升高 空预器堵 塞加剧
封闭 开放
由一块平板和一块通 容 积 面 小 ， 灰槽板组成，无斜纹 换热能力差
阻力低 一般
交叉纹
优秀
封闭 开放 半封闭 开放 封闭 开放
交叉纹 松排列斜顺波纹 波纹板
较好 较好 较好 较好 一般 优秀
优秀 一般 较好 一般 较好 较差
传统波型，调整波深 能改变性能 一片为直波纹，另一 片为波纹板
宽纯交叉波纹
DNF TC1
FNC
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国电集团技术监督中心 硫酸氢铵的形成 在火电厂空气预热器烟气环境下，SO3和NH3会发生以下两个反应生成硫酸铵 和硫酸氢铵： 2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4=ammonium sulfate（AS） NH3+ SO3+ H2O→NH4HSO4=ammonium bisulfate（ABS）-造成空预器阻力升高 和堵塞
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设备技改
加装省煤器烟气旁路
加装暖风器或热风再循环 • 提高低负荷工况SCR入口烟气温度 • 提高排烟温度 • 提高氨逃逸测量准确性
更换先进的氨浓度测量装置
空预器清洗装置进行升级改造 • 实现空预器在线清洗
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SCR影响
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国电集团技术监督中心 硫酸氢铵的形成 在火电厂空气预热器烟气环境下，SO3和NH3会发生以下两个反应生成硫酸铵 和硫酸氢铵： 2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4=ammonium sulfate（AS） NH3+ SO3+ H2O→NH4HSO4=ammonium bisulfate（ABS）-造成空预器阻力升高 和堵塞
检修维护不合理
检修维护不及时
检修维护不到位
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空预器堵灰治理
检修维护 运行优化
空预器 堵灰
设备技改
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运行优化
测量NOx浓度场分布，优化喷氨量。
变负荷工况下，及时对喷氨量进行预调整。 合理控制空预器吹灰蒸汽参数，优化蒸汽吹灰方式。
空预器高压水在线清洗
冲洗方式 在线高压水清洗 半侧隔离清洗 离线高压水清洗 不需要停机及系统隔离、 操作简单、容易实现，对空预器元件损坏可能 优点 安全性高 不影响机组带负荷，清性小 洗终点容易判断 需要冷却、清洗、隔离 三个过程，时间长，清 造成排烟温度降低、控 洗终点不好判断，影响 制不好有造成低温酸腐 时间长、机组必 机组运行负荷、单侧风 蚀可能性；传热元件温 须停运才能够实 机运行时间长，风险大； 施 差变化可能会造成空预 一般电厂空预器出口无 器变形 烟气挡板，系统无法隔 离，工艺实施困难
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空预器堵塞的原因分析及治理
2014年11月6日
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集团内空预器差压情况介绍
空预器堵塞原因分析
空预器堵塞治理
空预器高压水在线清洗
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集团内空预器差压情况介绍
300MW机组空预器差压情况分布图
炉内低氮燃烧改造完成后，尽量降低炉膛出口NOx浓度。
合理控制排烟温度，确保排烟温度高于烟气酸露点温度 SCR入口烟温低于温度下限时，及时退出SCR装置运行。 合理的控制入炉煤硫分。
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检修维护
根据空预器差压情况制定合理的检修计划，发现空预器 堵灰应及时进行高压水冲洗并进行彻底通风干燥，空预 器严重堵灰后高压水冲洗无效情况下应对空预器换热元 件进行拆包清灰。 优化热工自动控制逻辑，实现喷氨自动控制。
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缺点
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空预器高压水在线清洗
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空预器高压水在线清洗
清洗效果
根据某厂运行经验，经过高压水在线清洗系 统改造，投运后烟气侧差压由2.6kPa降低到 1.5kPa。通过在线清洗空预器差压降低 0.8~1kPa，引风机电流降低20~30A，空预器 能维持正常运行2个月左右
空气预热器是否堵灰 决定于以下两个因 素：一是波形的通流 间隙是否充足；二是 两块不同波形的波形 板是否设置有利于飞 灰流动的通道。
由于空气预热器中换 热元件暴露在易腐蚀 性、含尘的烟气环境 下，所以换热器元件 的材质选择必须谨 慎。
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分类名称 NF3 NF6 NU UNU TC3 DN DN3 DUN DL DL3 UNF TC2 DU 示意图 通道形式 几何特点 换热特点 阻力特性
ASP
ASP
fly
Qnet .ar
Aar S ar
4182 Aar Qnet .ar ——飞灰份额； ——燃料低位热值，kJ/kg； ——煤的收到基灰分，%；
——煤的收到基硫分，%；
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运行护 运行维护
运行方式不合理
脱硝运行方式不合理 低氮燃烧未与SCR协调运行 排烟温度控制不合理 吹灰的频率、参数不合理
低于1.2kPa 1.2-2kPa 2kPa以上
30% 35%
35%
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集团内空预器差压情况介绍
600MW锅炉空预器差压情况分布图
低于1.2kPa 1.2-2kPa 2kPa以上
34%
21%
45%
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空预器堵塞原因分析
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烟气露点计算公式：
t DP t DP.0 1.253 S SP 1.05 n
n fly ASP 式中： t DP.0 ——水露点温度，℃；
S SP ——燃料折算硫分；
S SP 4182S ar Qnet .ar ——燃料折算灰分；
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硫酸氢氨生成温度区域
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空预器ABS生成区域
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SCR影响 脱硝装置氨逃逸率
NOx浓度在烟道宽度方向的 浓度场分布不均
喷氨浓度分布不均
热工自动投运率低
SCR入口NOx浓度高于设计值
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SCR长期低温运行空预器堵塞情况
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煤质影响
烟气中水蒸汽的露点(即水露点)一般在30～60℃， 但是在燃烧过程中，燃料中的硫份生成SO2及 SO3，其中SO3与烟气中的水蒸汽形成硫酸蒸汽， 硫酸蒸汽的露点(也叫酸露点或烟气露点)较高， 随着入炉煤硫分的升高，烟气的露点温度也大幅 升高，从而使大量硫酸蒸汽凝结在低于烟气露点 的低温受热面上，引起腐蚀。