SCR对空预器的影响分析PPT课件

1、主要内容主要内容 2021-4-251 一、绪论 二、SCR脱硝系统介绍 三、空预器堵塞机理 四、空预器堵塞判定准则 五、空预器堵塞影响因素分析 六、空预器堵塞预防和治理 七、驻马店电厂空预器堵塞分析 八、结论 一、绪论一、绪论 2021-4-253 l随着NOx排放标准火电厂大气污染物排放标准（GB 13223-2011 ）的颁布，火电厂将执行更为 严格的NOx排放标准，而SCR技术以高脱硝率、几乎无二次污染等优点，将成为控制NOx排放的主流 技术。在近几年火电厂进行的脱硝改造中，采用SCR技术的占到95%以上。随着SCR脱硝系统的运行， 空气预热器的阻力呈现增加的趋势，部分电厂出现空气预热

2、器严重堵塞而不得不停机清洗的问题。 客观的讲，当火电厂进行SCR或者SNCR烟气脱硝改造之后，空气预热器阻力增加的问题是不可避免 的，如果电厂运行操作不当是极有可能出现空气预热器严重堵塞的问题。本报告从技术层面上对空 气预热器堵塞的机理进行阐述，对造成空气预热器堵塞的影响因素逐一进行分析，提供了空气预热 器堵塞的判定准则，最后对减轻空气预热器堵塞的方法进行了论述。 二、二、SCR脱硝系统介绍脱硝系统介绍 2021-4-253 n反应器/ /催化剂系统：反应器、催化剂、吹灰器等 n烟气/ /氨的混合系统：稀释风机、静态混合器、氨喷射格栅（AIGAIG）、空 气 氨混合器等 n氨的储备与供应系统：

3、液氨制氨、尿素水解 热解制氨等 n烟道系统：挡板（有旁路）、膨胀节、导流板、烟道等 n的控制系统：DCSDCS、PLCPLC等仪表盘柜。 二、二、SCR脱硝系统介绍脱硝系统介绍 2021-4-253 二、二、SCR脱硝系统介绍脱硝系统介绍 2021-4-253 三、空气预热器堵塞的机理三、空气预热器堵塞的机理 2021-4-254 加装脱硝装置对空预器的影响 三、空气预热器堵塞的机理三、空气预热器堵塞的机理 2021-4-254 l1.硫酸氢铵的形成 l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=ammoni

4、um sulfate（AS） NH3+ SO3+ H2ONH4HSO4=ammonium bisulfate（ABS）-造成空预器阻力升高和堵塞 SO3：催化剂中的活性成分V2O5，SO2 SO3 NH3：未反应逃逸掉的 三、空气预热器堵塞的机理三、空气预热器堵塞的机理 2021-4-256 当烟气中的NH3含量远高于SO3浓度时，主要生成干 燥的粉末状硫酸氨，不会对空预器产生粘附结垢。当 烟气中的SO3浓度高于逃逸氨浓度（通常要求SCR出口 不大于3L/L）时主要生成硫酸氢氨（ABS），生成规 律见图1。在150-220 温度区间,ABS是一种高粘性液 态物质,易冷凝沉积在空预器换热元件表面

5、,粘附烟气 中的飞灰颗粒堵塞换热元件通道,增加空预器阻力并影 响换热效果。 三、空气预热器堵塞的机理三、空气预热器堵塞的机理 2021-4-255 l通常硫酸铵呈颗粒状，颗粒状硫酸铵不会与烟气中的飞灰粒子相结合而造成空气预热器的腐蚀、 堵灰等，不会影响空气预热器的换热和机组的正常运行。但是硫酸氢铵在一定的温度区间呈现液态， 会捕捉烟气中的飞灰，附着在空气预热器的换热面上，从而造成空气预热器的阻力增加甚至堵塞。 l在燃烧中高硫煤机组的SCR系统中，通常进入空气预热器的烟气中SO3的浓度相对于逃逸氨浓度较 多。（除非是SCR系统催化剂活性降低之后，逃逸NH3相对于SO3较多）。这种较多的SO3浓度

6、利于硫 酸氢铵的生成，容易造成空气预热器的堵塞。 三、空气预热器堵塞的机理三、空气预热器堵塞的机理 2021-4-257 l2.硫酸氢铵堵灰研究 l硫酸氢氨在不同的温度下分别呈现气态、液态、颗粒状。只有液态的硫酸氢铵附着在空气预热器 受热面上会捕捉烟气中的飞灰，从而造成空气预热器的堵塞。而空气预热器堵塞的位置与不仅与液 态硫酸氢铵的生成温度，在很大程度上也与烟气中的飞灰浓度大小相关。当烟气中飞灰浓度较低时 （通常是在除尘器之后或是湿法脱硫系统中），发生硫酸氢铵沉积导致堵塞的区域的温度与图1中 硫酸氢铵生成的温度较为一致；但是当烟气中飞灰浓度高于4g/Nm3时，空气预热器发生堵塞的温度 区间为1

7、50220。 三、空气预热器堵塞的机理三、空气预热器堵塞的机理 2021-4-259 l3.小结 l随着对于硫酸氢铵堵塞机理的进一步研究表明：1、硫酸氢铵的沉积主要受到进入空气预热器的烟 气中NH3和SO3浓度、烟气流速、烟气温度和换热元件表面温度的影响；2、对燃煤机组，烟气中飞灰 含量较高，硫酸氢氨在146207温度范围内为液态，容易捕捉烟气中的飞灰形成空预器的堵塞； 对于燃油、燃气机组，烟气中飞灰含量较低，硫酸氢氨在146232温度范围内为液态，容易形 成空预器堵塞；3、硫酸氢铵发生沉积的温度区间一般在空气预热器的中间受热面。 四、空气预热器堵塞的判定准则四、空气预热器堵塞的判定准则 20

8、21-4-2510 l由于空气预热器的堵塞主要是由于液态硫酸氢铵的沉积造成，而液态硫酸氢铵的形成和 烟气中的SO3、NH3、烟气温度、空气预热器受热面温度等相关，所以Burke和Johnson在 1982年提出了一个能够预测空气预热器堵塞严重程度的经验公式： 四、空气预热器堵塞的判定准则四、空气预热器堵塞的判定准则 2021-4-2511 l沉积系数（DN）=（NH3）（SO3）（TAbs-Trep） l式中：（NH3）为烟气中NH3的体积浓度，ppm； （SO3）为烟气中SO3的体积浓度，ppm； TAbs为NH4HSO4的生成温度，； Trep=0.7Tcold-end+0.3Texit

9、gas，为空预器出口特征温度，； Tcold-end为空预器冷端受热面温度，； Texit gas为空预器出口烟气温度，。 l当DN30000，空气预热器堵塞可能性较大。 四、空气预热器堵塞的判定准则四、空气预热器堵塞的判定准则 2021-4-2512 l例如某厂在进行SCR改造后，发现空预器差压增加速度较快，10天内空预器差压增加的幅度是过 去未进行SCR改造10个月内差压增加幅度的两倍。经调研发现，该厂近期锅炉燃烧的是高硫煤，硫 份达到4%。经计算沉积系数为22486，属于中度偏上堵塞的可能性。 序号项目数值单位 1逃逸NH3浓度3ppm 2SO3浓度54ppm 3硫酸氢铵初始形成温度22

10、4 4空气预热器出口烟气温度130 5空气预热器冷端受热面温度66 表1某电厂空预器中烟气和受热面参数表 四、空气预热器堵塞的判定准则四、空气预热器堵塞的判定准则 2021-4-2513 l尽管我们可以使用Burke和Johnson在1982年提出的沉积系数计 算方法来预测空气预热器的堵塞情况，但是此公式的精确性有 待于进一步的验证，可以通过对各电厂SCR系统出口烟气参数、 空预器换热器的温度特性等参数进行调研，得出结论。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2514 l硫酸氢铵在空气预热器受热面上的沉积是影响空气预热器堵塞 的直接原因。而影响空气预热器

11、堵塞的主要因素有以下两方面： l1、空气预热器中烟气中NH3和SO3的浓度； l2、空气预热器本体结构。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2515 l一、空气预热器中烟气中NH3和SO3浓度的影响分析 l对于SO3 l1、煤种的硫份，直接影响燃烧生成的SO3数量； ； l2、烟气中飞灰的无机成分（主要是钒，会随飞灰附着在金属受热面上， 对SO2转化为SO3有催化作用） l3、SCR催化剂中钒的含量，同样对SO2转化为SO3有催化作用。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2516 l一、空气预热器中烟气中NH3

12、和SO3浓度的影响分析 l对于NH3 l1、进入催化剂之前NH3/NOx混合均匀性； l2、烟气温度，不能过高或过低； l3、SCR催化剂的催化活性； l4、流场问题。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2516 l4、流场问题。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2516 l烟气脱硝装置运行过程中，除了极端工况造成短时间内过量喷氨外，当氨喷射系统设计不当，烟、 气流场分布不均匀或者喷氨格栅局部喷嘴被堵塞时，也会造成反应器出口局部区域的氨逃逸过量。 不同程度的氨逃逸是造成空预器堵塞的主要原因。对于烟气脱硝装置，

13、除通过氨喷射系统、导流系 统、混合系统的设计提高烟气流场的分布均匀性外，日常运行过程中还需严格控制喷氨量，防止过 度喷氨。并定期进行氨喷射系统的喷氨流量平衡调整，防止局部过大氨逃逸。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2517 l除了以上因素，锅炉燃料的其它特性也会影响NH3、SO3和ABS的形成。影响最大的 因素有：（1）氮、氧和挥发分（影响NOx的生成）；（2）氯，增加了空气预热器的 腐蚀；（3）飞灰中的氧化钙和氧化镁，会影响SO3的浓度；（4）钒，主要存在于燃 油设备中，会增加SO2的氧化。由于煤种这些物质含量不同，会影响烟气中的NOx含 量，从

14、而需要对SCR系统做出相应的调整，如果运行操作不当的话就会造成氨逃逸的 增加。 。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2518 l二、空气预热器本体结构的影响分析 l1、换热元件的类型 l回转式空气预热器的换热片通常有两种形式：开式和闭式。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2519 l二、空气预热器本体结构的影响分析 l1、换热元件的类型 l所有商业运行的回转式空气预热器的换热元件都是由换热片按照一定的顺序组成 供流体通过的通道来传递热量。如图示出的一种闭式换热片（型号：Notched Flat 6mm）。闭

15、式换热片是由一系列凹型金属片倚靠在平板上构成，这种结构分隔出很多 个独立的流体通道，气体从这些通道流过时，相互之间不接触。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2520 l二、空气预热器本体结构的影响分析 l1、换热元件的类型 l双波纹式换热片（DU）是一种典型的开式换热元件，如图4所示。这种换热元件波 纹状的换热片之间相互搭接，不形成独立的流体通道，气体从开式换热元件通过时 相互之间可以接触。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2521 l二、空气预热器本体结构的影响分析 l1、换热元件的类型 l开式或是闭式换

16、热元件的选择受到多种因素的影响。从吹灰效果的角度来看，闭 式换热元件的吹灰效果要比开式换热元件的吹灰效果好。这是因为对于闭式换热元 件，吹灰介质的能量能够有效的集中在某个通道内，而不会扩散到相邻通道内，这 样会得到更好的吹灰效果。而对于开式换热元件，吹灰介质的能量会扩散到相邻通 道中，沉积物受到的吹灰能力相对就弱一些。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2521 l二、空气预热器本体结构的影响分析 l1、换热元件的类型 l加装SCR系统后空预器冷段换热元件通常采用局部封闭高吹灰通透性的波形，如 FNC或DNF替代倾斜的双层皱纹形，使元件表面沉积的飞灰易

17、于被吹灰器清扫。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2522 l二、空气预热器本体结构的影响分析 l2、换热段的长度/特性（单层或是分层） l加热元件的长度和使用单层或是分层的换热元件影响到硫酸氢铵沉积的严重程度。 空气预热器的冷端、中间段和热端换热元件的长度直接影响到空气预热器的温度特 性。这个温度特性直接决定了硫酸氢铵的沉积位置。一般来说，较短的中间段换热 元件有更高的堵塞可能性。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2523 l二、空气预热器本体结构的影响分析 l2、换热段的长度/特性（单层或是分层） l传

18、统的空气预热器设计冷端的长度只有300mm，从德国开始，然后是日本和美国相 继增加了冷端的长度至1200mm。这样修改的目的是确保硫酸氢铵生成的温度区间和 酸露点温度都在同一个换热元件内。当然必须要注意的是空气预热器换热元件的温 度特性受到了很多因素的影响：元件的材料、口径和旋转速度，这些在换热元件设 计时都必须考虑进去。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2524 l二、空气预热器本体结构的影响分析 l2、换热段的长度/特性（单层或是分层） l另一方面，由于层与层之间存在机械破坏，当流体通过两层之间的分界面时，会 产生扰动，这种扰动有利于硫酸氢铵沉积

19、物的形成。所以在进行空预器受热面分层 设计时，要避免层与层之间的分界面在硫酸氢铵沉积的区域处。有分层的空气预热 器中，上游换热器模块的尾部边缘和下游换热器模块的前部边缘都是容易发生沉积 的区域。 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2525 l二、空气预热器本体结构的影响分析 l3、换热元件的材料选择 l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。在前些年，碳钢和低合金耐腐蚀钢（LACR）被广泛的用来 制作换热器元件。但是后来发现在硫酸氢铵容易生成的区域使用镀搪瓷材料能够降 低硫酸氢铵的沉积速率和酸的腐蚀

20、速率。镀搪瓷的换热元件主要有以下优点： 五、空气预热器堵塞影响因素分析五、空气预热器堵塞影响因素分析 2021-4-2526 l二、空气预热器本体结构的影响分析 l3、换热元件的材料选择-镀搪瓷材料的优点： l卓越的耐腐蚀能力 l高强的耐机械和热冲击能力 l耐气流冲刷和磨损能力 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2527 l客观的讲，逃逸氨在SCR烟气脱硝系统中是不可避免的，而SO3的体积在SCR烟气脱 硝系统中也必然是会有所增加，而生成硫酸氢铵的温度区间恰好与空气预热器中换 热元件的温度区间有重叠。所以当火电厂增加SCR脱硝系统之后，在空气预

21、热器中必 然会有硫酸氢铵的出现。但是优秀的SCR脱硝系统设计、空气预热器系统设计和良好 的运行操作维护是可以很大程度减轻或者避免硫酸氢铵对空气预热器的负面影响。 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2527 l减轻堵塞的措施 1. 氨逃逸量控制 2. SO3生成量控制 3. 运行温度控制 4. 空预器改造 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2527 l减轻堵塞的措施 1. 氨逃逸量控制 A. 采用预留催化剂层的方法控制氨逃逸率。 B. 根据脱硝出口NO分布情况调整氨的分布,实现脱硝系统喷氨优化,

22、提高氨分布均匀性, 促进反应 完全达到降低氨逃逸量的目的。 C. 氨逃逸量测量表布置应符合HJ/T 752007 固定污染源烟气排放连续监测技术规范要求, 安 装在烟道直管段且烟气成分分布均匀的适当的位置, 所测数据应具有代表性, 并保证监测仪表正 常稳定工作, 发现氨逃逸量过高, 立即对SCR系统运行状态进行调整。 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2527 l减轻堵塞的措施 2. SO3生成量控制 A. 烟气中的 SO3一部分来自于炉膛燃烧, 烟气在氧浓度高、温度高的燃烧区停留时间越长, SO3的生 成量就越多。因此为抑制 NOx生成而采用

23、的低过量空气系数燃烧或浓淡燃烧法, 形成的富燃料燃 烧的还原性气氛也有助于降低炉膛中SO3的生成。此外, 通过低硫煤的掺混燃烧、向炉膛内喷入 钙镁等措施也可减少SO3的生成量。 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2527 l减轻堵塞的措施 2. SO3生成量控制 B. 另一部分来自催化剂对SO2的转化, 其反应方程式如下: 催化剂的选型, 对于V2O5类商用催化剂, 钒的担载量不能太高, 通常控制在 1% 左右可减少SO2氧 化, 同时, 减少催化剂 孔道的壁厚也可降低 SO2氧化率。此外, 采用提高催化剂活性组分 WO3 含量, 亦可抑制 S

24、O2 氧化。 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2527 l减轻堵塞的措施 3. 运行温度控制 A. SCR脱硝催化剂的反应温度一般在320400, SCR装置最低运行温度必须高于催化剂最低温度限 值。当运行温度低于该值时, 催化剂活性下降, 喷入的氨无法被有效利用, 从而形成较高的氨逃 逸。如果运行温度长期过低, 尤其是处于NH4HSO4液态温度区间时, NH4HSO4长期粘附在催化剂层 不易清除, 将导致催化剂活性明显降低, 甚至导致催化剂活性的不可恢复性破坏。在低于NH4HSO4 露点温度的条件下, 连续运行的时间必须控制在 300 h以

25、内, 同时每层催化剂各点的温度必须在 270 以上。 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2527 l减轻堵塞的措施 3. 运行温度控制 B. 鉴于当前严格的环保政策要求, 在低锅炉负荷下仍需要保证脱硝装置的正常投运, 因此对于长期 低负荷运行的机组应设置调温旁路, 提高反应区温度, 在提高脱硝效率的同时降低氨逃逸率, 提 高空预器入口烟气温度, 减轻空预器腐蚀和堵灰。 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2527 l减轻堵塞的措施 3. 空预器改造 A. 合并布置中、低温段, 由于NH4HSO4沉

26、积区域主要在空预器的中、低温段, 为避免两段连接间隙内 的NH4HSO4堵塞搭桥, 将低温冷段和中温段合并为一段, 通常将低温段传热元件从300mm增高到 1000mm左右, 保证全部NH4HSO4在该区域内完成凝结和固化。同时, 传热元件内部封闭型的气流通 道, 可使吹灰强度最小程度地衰减, 保证吹灰效果。 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2527 l减轻堵塞的措施 3. 空预器改造 B.优化传热元件选型, 预热器低温段传热元件板型及材料的选取应充分考虑到元件的防结露、抗腐蚀及堵灰 性。烟气在通过低温段传热元件时应以层流形式流动, 使元件不

27、易积灰。采用高吹灰通透性的封闭通道波 形传热元件, 能大幅提高吹灰及清洗效果。 选材方面, 由于SCR脱硝装置的运行, 传统方法所采用的考登 钢已不能满足在 NH4HSO4 存在条件下的防腐要求。搪瓷传热元件在传热、防腐性能上优于考登钢, 价格便 宜, 因此可将冷段更换为搪瓷表面传热元件, 将金属与NH4HSO4隔离, 搪瓷光滑的表面也可减少积灰并有利 于清扫, 原高温段传热元件可继续保留使用。要严格控制搪瓷的质量, 搪瓷层要有一定的厚度保证使用寿 命, 严格控制搪瓷层的微孔和裂纹, 防止烟气渗入腐蚀低温传热元件, 引起搪瓷层开裂或者脱落。 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞

28、的预防和治理方法 2021-4-2527 l减轻堵塞的措施 3. 空预器改造 C.增强清灰效果, 良好的清灰效果可提高传热元件表面光洁度, 进而减轻NH4HSO4的结垢程度。由于NH4HSO4具 有很强的粘性, 需采用高压蒸汽(空气) 清灰装置强力吹扫, 此外, NH4HSO4具有较好的水溶性, 在积灰情况 较重, 空预器进出口差压增加较大时, 可采用高压水流进行清洗, 形成双介质(蒸汽、高压水) 吹灰。一般 情况下, 经高压水清洗后,空预器阻力可恢复到正常水平。清灰装置在运行中可能会被部分转子栅架遮挡清 灰路径, 导致局部清灰效果差, 在不影响空预器整体结构的条件下, 应考虑对这部分转子栅架

29、取消或进行 改造, 保证清扫路径的畅通。 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2527 l减轻堵塞的措施 3. 空预器改造 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2527 l减轻堵塞的措施 3. 空预器改造 D.降低漏风率, 回转式空预器是一个转动机械,不可避免地存在漏风问题, 空预器漏风会导致传热效果变差, 传热元件温度下降, 进而扩大NH4HSO4结垢的范围。 回转式空预器一般采用双密封技术, 漏风主要为密封漏 风和携带漏风。携带漏风不可避免,密封漏风主要由空预器的各密封间隙决定, 可以在检修和运

30、转中进行调 整。空预器的密封包括有径向密封、 轴向密封、 环向密封和中心筒密封。在运行及检修过程中, 最常见 的空预器缺陷是其密封间隙不合理, 实际间隙与设计值存在较大的差别, 因此要进行调整改造, 实际运行 中控制好密封间隙, 对磨损严重的密封片和密封板进行更换, 以减小漏风间隙降低漏风率, 提高传热效果, 减少NH4HSO4结垢的范围。 六、空气预热器堵塞的预防和治理方法六、空气预热器堵塞的预防和治理方法 2021-4-2529 l随着环保要求的日益严格, 越来越多的燃煤电厂选择应用SCR工艺脱硝, 由于其工 艺特点, 不可避免地会对空预器带来腐蚀及堵塞的不利影响, 做好脱硝系统的优化 运

31、行调整, 对空气预热进行合理的选型及改造, 可最大程度减小SCR工艺对空预器带 来的不利影响, 在保证NOx达标排放的同时, 实现安全生产。 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l1.电厂概况 l电厂装机容量为2330MW燃煤供热机组，同步建设脱硫、脱硝装置。#1机组于2011年1月投产。 #2机组于2011年4月投产，脱硝装置采用选择性催化还原脱硝（SCR）工艺，SCR烟气脱硝系统的 还原剂采用液氨蒸发方案，设计脱硝效率不低于60%。现有空预器在同步建设时已按照两段布置， 冷端镀搪瓷处理，以防硫酸氢铵腐蚀和堵塞。 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、

32、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- A侧空预器冷端 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- A侧空预器热端 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- A侧SCR反应器底层催化剂 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- A侧SCR反应器顶层催化剂 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- A侧除尘器顶部 七、驻马店空预器堵塞情况分析

33、七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- A侧除尘器内壁 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- A侧引风机叶片 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- B侧空气预热器冷端 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- B侧SCR反应器底层催化剂 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- B侧SCR反应器顶层催化剂 七、驻马店空预器堵塞

34、情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- B侧除尘器顶部 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l2.现场照片- B侧除尘器内壁 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l3.空预器压力变化情况 l自2013年8月以来，整个系统运行情况较为正常，空预器A、B两侧阻力差异不明显，至2013年12 底开始，空预热器A侧阻力出现较快速度的增长，A侧排烟温度有着较快速度降低。由于A侧烟风系 统差压增大大，机组被迫降低负荷运行，只能运行到满负荷的70%。A侧阻力增大，排烟温度过低也

35、 导致一系列问题。 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l4.脱硝运行情况 通过现场数据调取发现电厂#1机组A、B两侧喷氨量偏大，喷氨过量较为严重；NOx出口控制浓度过低，一 般低于60mg/Nm3；根据现场数据显示氨逃逸仪表长期未能正常投运，A侧出口NOx测量1月份-3月份连续未能 正常运行；电厂在A侧空预器堵塞严重后，主动调整A侧喷氨量低于B侧喷氨量。 此外，通过调取电厂SCR入口烟气温度，电厂在去年8月份90%负荷时，入口烟气温度为340左右，60% 负荷时入口烟气温度为300左右，12月份空预器开始堵塞时，SCR入口烟气温度为285左右，随

36、着A侧空预 器的堵塞加重，A侧SCR反应器温度不断下降，到停机前，已降至240左右。电厂长期连续在低于最低喷氨温 度（根据设计文件315）下喷氨运行脱硝装置。 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l5.空预器堵塞原因分析 lA.燃煤煤质的变化 元素单位设计煤种现实际煤种 Car%50.2543.5 Har%3.082.72 Oar%4.253.13 Nar%0.931.2 Sar%0.931.5 Vdaf%27.8724.55 Aar%34.5638.95 收到基低位发热量MJ/kg19.2317.60 目前实际燃烧煤质灰分和硫分都有所增加，而燃

37、煤热值降低，这将导致燃煤量上升，加大SO2和 烟尘的生产量，燃煤硫分及灰分的增加导致烟气 中粉尘及SO3浓度增大，这是造成空预器堵塞的 因素之一。而且硫分增加也会导致最低喷氨温度 增加。 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 lB.脱硝设施运行不正常脱硝设施运行不正常 电厂原脱硝设计效率为60%，实际入口NOx浓度为400 mg/Nm3，设计出口NOx浓度低于160mg/Nm3，现电 厂运行要求NOx浓度低于100mg/Nm3，相应脱硝效率远超设计效率，实际运行中控制出口NOx浓度更低，低于 60mg/Nm3，脱硝控制效率更高，长期超过原装置设计出力

38、，将会导致氨逃逸增高。 根据电厂运行情况，机组负荷率较低，波动较大。由于氨逃逸表及NOx浓度测量表不准确，一方面NOx波 动较高时，为保证NOx达标排放，增加喷氨量，此时氨逃逸亦同时增加； 另一方面低负荷下电厂烟气温度低于最低喷氨温度315，脱硝装置仍投入运行，低温下催化剂活性较低， 喷入的氨无法正常发生脱硝反应，导致氨逃逸值增加。 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 lC.硫酸氢铵的影响 一方面，由于燃煤煤质硫分增加，同时脱硝设施运行不正常导致氨逃逸值增加，形成硫酸氢铵的量增加。 另一方面，正常情况下硫酸氢铵在空预器换热元件表面发生粘附和结灰的温

39、度区间为150220，夏天排 烟温度高，发生硫酸氢铵的区域面积较小，入冬以来排烟温度低，电厂空预器未设置暖风器，特别是低负荷状 态下发生硫酸氢铵粘附的区域面积扩大，在灰分较高的情况下，发生堵塞的几率增加。因此，低负荷状态下发 生硫酸氢铵粘附和腐蚀，若低负荷时间较短，负荷提高后温度升高，可在一定程度上缓解硫酸氢铵的粘附程度， 但若发生粘灰或包裹等情况则该部分堵塞无法恢复。 根据“现场灰成分分析报告”，空预器冷端NH4+含量达到4.3%，说明氨逃逸量过大，通过空预器冷端的堵 塞情况分析可知，在空预器冷端形成大量的硫酸氢铵。除尘器中灰成分检测出大量NH4+，进一步印证氨逃逸量 过大造成大量硫酸氢铵生

40、产。 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l现场灰成分分析报告 取样位置NH4+含量（%）SO42-含量（%） A侧空预器冷端4.324.6 引风机处9.214.8 A侧袋式除尘器内（白色结晶物）8.119.4 A侧袋式除尘器内（白色结晶物与块状 垢样混合样） 15.87.3 袋式除尘器表层灰样8.765.1 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 lD. 阻力变化及流场不均影响 电厂在2013年12月底，由于某种原因造成A侧空预器阻力高于B侧阻力，造成烟气的流场分布不 均匀，A侧烟气量小，导致A喷氨量过量

41、情况更加严重，A侧更易于生产NH4HS04；A侧烟气流速慢， 烟尘更易于附集；导致A侧阻力不断增大，流场分布更加不均匀，A侧排烟温度越来越低，更利于 NH4HS04的附着产生，形成恶性循环。 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 lE. 小结 综上所述，本工程#1机组空预器A侧发生较为严重的堵塞，不仅仅是单一因素的作用结果，而 是多种因素共同作用下发生的，根据分析主要是由于长期高于原脱硝装置设计效率运行，导致喷氨 量过量；原脱硝装置烟气温度偏低，导致低温状态下喷入氨逃逸值增加；现场的部分表计不准确， 也导致电厂喷氨量控制出现问题；烟气流场的不均匀，进

42、一步加速空预器A侧堵塞程度；同时燃煤煤 质含硫量及灰分增加，形成大量硫酸氢铵粘附灰分堵塞空预器。 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l6. SCR催化剂垮塌分析 电厂由于煤质变化，脱硝运行不当及烟气流程分布不均匀等因素造成空预器A侧堵塞严重，A侧 阻力不断增大，A侧风量小，B侧风量大，B侧SCR反应器烟气流速过快，造成B侧催化剂冲刷严重， 产生大面积垮塌情况。 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l7.应对措施及建议 （1）燃煤管理 合理掺配入炉煤，严格控制入炉煤灰分、硫分在规定范围内，尽量避免高灰、

43、高硫煤集中入炉后加 剧预热器堵灰。 （2）脱硝系统改造 建议电厂进行脱硝增容改造，使脱硝设计效率高于80%，避免长期氨逃逸过高；建议电厂对催化剂 进行排查，更换磨损及垮塌的催化剂。 （3）增加暖风器配置或投运热风再循环设备，以保证冬季或低温状态下空预器入口风温达到设计要 求。 （4）增加暖风器配置或投运热风再循环设备，以保证冬季或低温状态下空预器入口风温达到设计要求。（4）增加暖风器配置或投运热风再循环设备，以保证冬季或低温状态下空预器入口风温达到设计要求。 七、驻马店空预器堵塞情况分析七、驻马店空预器堵塞情况分析 2021-4-2531 l8.应对措施及建议 （4）加强脱硝运行管理 A完善脱

44、硝氨逃逸、NOx浓度等测量装置，保证其测量准确性； B严格控制最低喷氨温度保护；建议电厂运行中根据SCR反应器的烟气温度调整脱硝运行，烟气温 度低于最低喷氨温度时应停止喷氨，以免氨逃逸过高，造成空气预热器堵塞，而引起一系列运行问 题。 C电厂应及时更换垮塌及受损催化剂，在增容改造前，脱硝运行需合理控制喷氨量，出口NOx浓度 应控制不低于原设计值160mg/Nm3，避免造成氨逃逸量过大，造成空预器堵塞。 （4）增加暖风器配置或投运热风再循环设备，以保证冬季或低温状态下空预器入口风温达到设计要求。（4）增加暖风器配置或投运热风再循环设备，以保证冬季或低温状态下空预器入口风温达到设计要求。 八、结论八、结论 2021-4-2531 l在增加SCR脱硝系统之后，空气预热器堵塞的主要原因是硫酸氢铵生成并附着在受热面上，捕捉烟 气中的飞灰而造成的堵塞。 l空气预热器的堵塞受到多种因素的影响：NH3浓度、SO3浓度、空气预热器本体结构（分区、冷端长 度、换热器材质、换热元件形式）。总体来说，NH3浓度和SO3浓度越低、空气预热器分