空气预热器防堵塞技术

1. 前言

目前，大多数的燃煤电厂都已进行了脱硝改造。其中，选择性催化还原脱硝法（SCR）凭借其成熟的技术和优良的效果得到了广泛的应用。随着SCR反应器运行时间的增加以及超低排放后喷氨量的提升，SCR下游的设备和管道均出现了不同程度的堵塞，腐蚀和阻力上升等现象。其中，空气预热器积灰堵塞的问题尤为严重。

在SCR脱硝过程中，硫酸氢铵（ABS）的产生是不可避免的。在空气预热器常规设计中，中温段区域温度范围大致为120~230℃。由于ABS在烟气中含量较少，其露点温度较低，当烟气经过中温段时，ABS正好处于冷凝阶段。此时的ABS黏性极强，会迅速黏附于换热元件表面，大量吸附烟气中的飞灰并堵塞空气预热器，导致送风机和引风机电耗增大，严重时还会因风机的抢风失速而导致停机，严重影响机组运行的稳定性和安全性。

对于空预器的硫酸氢氨堵塞问题目前还没有有效的解决方案，能够缓解该问题的措施主要有蒸汽吹扫、高压水冲洗、优化SCR装置及采用搪瓷换热元件。部分堵塞问题严重的机组，在负荷较低的时段还会关停一侧空预器的进风系统，利用烟气的热量来消除沉积物，但这种操作会增加机组运行的不稳定性，属于非常规做法。最重要的是，以上方法均只能减缓空预器的堵塞，无法彻底解决问题。空预器堵塞状况见下图。

堵塞前堵塞后

2.硫酸氢铵沉积物生成机理

烟气中的SO2经SCR脱硝反应器后，部分被氧化成SO3，与逃逸的NH3和烟气中的水反应生成NH4HSO4，即硫酸氢氨。该物质在经过空预器中温段时温度会降到露点以下并转变成为液态，具有很强的粘性，容易与飞灰一起粘附在换热元件表面。具体过程如下图所示：

硫酸氢铵生成位置

3.热风循环加热和蒸汽吹扫组合式空气预热器防堵塞技术

针对以上问题，本单位成功开发出“热风循环加热和蒸汽吹扫组合式空气预热器防堵塞技术”。该技术在二次风分仓中选择一个小的扇形区域，将一部分热二次风引出并高速喷入空预器二次风冷端，用来分解堵塞在空预器中低温段的沉积物，热风温度约为330℃左右。同时，在热风风道内设置蒸汽吹灰器，可沿径向来回吹扫，保证吹灰范围全方位覆盖。方案示意图如下图所示。