魏新達(dá)

（大唐華中電力試驗研究院）

摘　要：主要針對某電廠空預(yù)器、引風(fēng)機(jī)發(fā)生結(jié)垢的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)造成結(jié)垢主要原因為煙氣中三氧化硫含量較高及空預(yù)器冷端和引風(fēng)機(jī)入口煙溫過低，并對此提出對策及建議。此方案對高含硫煤電廠空預(yù)器及引風(fēng)機(jī)結(jié)垢問題的解決具有參考意義。

關(guān)鍵詞：結(jié)垢；空預(yù)器；引風(fēng)機(jī)；對策

某電廠機(jī)組為2×350 MW國產(chǎn)超臨界參數(shù)變壓直流鍋爐。引風(fēng)機(jī)為兩臺成都風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的HU25038-22型雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，設(shè)計排煙溫度141 ℃?？疹A(yù)器為兩臺豪頓華公司生產(chǎn)的28.5VNT1820(150)型三分倉容克式空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)壓差正常為0.77 KPa，一次風(fēng)壓差為0.485 KPa，二次壓差為0.636 KPa，當(dāng)空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)壓差超過1.62 KPa時進(jìn)行水沖洗。設(shè)計空預(yù)器進(jìn)口煙氣溫度371 ℃，出口煙溫141攝氏度，進(jìn)口一次/二次風(fēng)溫30/25 ℃，出口一次/二次風(fēng)溫314/334 ℃。

近期發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)、空預(yù)器有大量結(jié)垢現(xiàn)象，垢樣呈堅硬塊狀分布。大量結(jié)垢可能造成引風(fēng)機(jī)震動、空預(yù)器換熱效率低等后果，嚴(yán)重影響機(jī)組正常運行。為查明結(jié)垢原因，某電廠委托我方對結(jié)垢原因分析并提出建議措施。

1　現(xiàn)場情況及垢成分分析

1.1  現(xiàn)場情況

某電廠1號機(jī)組在停機(jī)檢修期間發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)、空預(yù)器出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象?，F(xiàn)場可見其結(jié)垢呈大量塊狀附著于引風(fēng)機(jī)葉片、軸承等部位，厚度約1~8公分，見圖1。

1.2  垢成分分析

其引風(fēng)機(jī)垢樣主要呈不規(guī)則堆積，厚度在1~8 cm，主體為灰色堅硬塊狀，其間有黃色成分摻雜，取下后斷面呈層狀分布，外層為灰色，內(nèi)層為黃色?？疹A(yù)器垢樣為灰色堅硬塊狀，同樣夾雜有黃色疏松物質(zhì)，但未見明顯分層情況。見圖2。

對引風(fēng)機(jī)垢樣外層、內(nèi)層，空預(yù)器垢樣及燃煤飛灰進(jìn)行成分分析。主要采用了XRF分析及化學(xué)分析，結(jié)果如表1所示。

引風(fēng)機(jī)垢樣分析結(jié)果如表1，可見三氧化二鐵含量及硫酸酐含量分別達(dá)到35.88 %及38.33 %，其鐵化合物存在形式主要以Fe2(SO4)3為主，另外有少量酸不溶物存在，Al、Si含量較少。通過與粉煤灰對比可見，其成分中含有少量粉煤灰，但主要成分并不是來自飛灰，而應(yīng)來自煙道、葉片、外殼等腐蝕產(chǎn)物?？疹A(yù)器主要成分為硫酸鹽化合物并伴有飛灰存在，綜合其位置分析，硫酸鹽主要成分應(yīng)為硫酸鐵、硫酸氫銨及少量硫酸銨。硫酸鹽類化合物生成過程為三氧化硫與氨氣及水反應(yīng)生成硫酸氫銨，在氨氣過量的情況下生成硫酸銨，隨著煙氣溫度的降低，硫酸氫銨會結(jié)露并粘附于空預(yù)器表面，過量的三氧化硫本身也會隨著溫度的降低產(chǎn)生酸結(jié)露變?yōu)榱蛩?，?dāng)溫度超過100℃時，為濃硫酸。當(dāng)空預(yù)器冷端及煙道表面的防腐材料存在瑕疵或發(fā)生破損時，硫酸氫銨及硫酸會腐蝕空預(yù)器本體材料和鍋爐尾部煙道。此外由于硫酸氫銨及硫酸結(jié)露后均為粘稠狀，因此會粘附部分飛灰，造成結(jié)垢。

2　結(jié)垢原因分析

通過調(diào)取機(jī)組運行工況歷史數(shù)據(jù)、現(xiàn)場勘查情況及垢樣分析結(jié)果，對引風(fēng)機(jī)及空預(yù)器結(jié)垢原因分析如下：

(1)其機(jī)組入爐煤質(zhì)化驗報告中，S含量達(dá)6 %左右，屬典型的高硫分煤種，結(jié)合垢成分分析可見煙氣中三氧化硫含量過高是造成腐蝕與結(jié)垢的根源；

(2)綜合機(jī)組運行情況可知，運行中煙溫較低，煙氣結(jié)露，使?jié)饬蛩嵴掣接诳疹A(yù)器冷端、煙道及引風(fēng)機(jī)部件表面引起腐蝕和結(jié)垢；

(3) 垢樣分析結(jié)果可見，其中的無機(jī)銨 (NH4+) 含量達(dá)0.52 %~1.38 %，無機(jī)銨主要以硫酸氫銨、硫酸銨等銨鹽的形式存在，其形成原因主要是由于脫硝系統(tǒng)的氨逃逸造成的，脫硝系統(tǒng)氨逃逸越高，飛灰及結(jié)垢中的無機(jī)銨含量也越高，另外，脫硝噴氨系統(tǒng)噴氨不均勻會造成局部噴氨過量，造成局部氨逃逸偏高，導(dǎo)致部分飛灰及垢樣中無機(jī)銨含量偏高。通常情況下，燃煤機(jī)組脫硝系統(tǒng)氨逃逸不超過3μL/L時，鍋爐飛灰中無機(jī)銨含量一般不大于0.05 mg/g。

3　處理建議

針對引風(fēng)機(jī)、空預(yù)器結(jié)垢原因分析提出以下處理建議：

(1)優(yōu)化配煤，降低入爐煤硫含量；

(2)通過在鍋爐尾部噴入堿性物質(zhì)或在煤中加入脫硫劑等方式，結(jié)合燃燒調(diào)整控制煙氣中三氧化硫含量，降低煙氣酸露點；

(3)優(yōu)化運行，提高空預(yù)器冷端煙溫，減少硫酸及硫酸氫銨結(jié)露。加強(qiáng)空預(yù)器沖洗，減少空預(yù)器堵塞。

(4)脫硝裝置在后續(xù)運行過程中注意控制噴氨總量，避免氨逃逸偏高并做好氨逃逸監(jiān)測設(shè)備的維護(hù)。

定期開展對AIG噴氨的優(yōu)化調(diào)整(DL/T  335-2010《火電廠煙氣脫硝(SCR)系統(tǒng)運行技術(shù)規(guī)范》，每年一次)，根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)煙氣NOx濃度分布特點優(yōu)化噴氨量，使煙道斷面噴氨量分布更加合理，保證SCR出口NOx濃度和氨逃逸能夠均勻分布；同時，定期開展氨逃逸化學(xué)法采樣與分析測試試驗(DL/T 335-2010《火電廠煙氣脫硝(SCR)系統(tǒng)運行技術(shù)規(guī)范》，每季度一次)，確保氨逃逸在合理范圍內(nèi)，減少因此帶來的空預(yù)器堵塞、除塵器運行異常、引風(fēng)機(jī)結(jié)垢等問題。

4　處理效果

電廠根據(jù)建議措施開展整改，優(yōu)化配煤使入爐煤質(zhì)硫成分降至3.2 %左右，同時優(yōu)化運行，提高空預(yù)器冷端煙溫，并開展噴氨優(yōu)化試驗，優(yōu)化噴氨量。通過以上措施，基本解決引風(fēng)機(jī)、空預(yù)器結(jié)垢問題，達(dá)到處理目的。

5　結(jié)語

通過對運行工況、垢成分等的分析找到了空預(yù)器、引風(fēng)機(jī)大量結(jié)垢的原因，并采取優(yōu)化配煤及運行等措施，使問題得以解決。近年來，煙氣脫硝(SCR)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于火電廠煙氣處理中，并已實現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益，但運行人員應(yīng)在保障滿足排放要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化運行，注意防范此類問題發(fā)生。

來源：《廣東化工》2020年第6期