浅析SCR脱硝对空预器堵塞的影响及控制策略

【中国环保在线 技术前沿】随国家节能减排工作的不断深入，新版《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)要求，NOx排放限值为100mg/Nm³。现在燃煤锅炉均已安装脱硝系统，其中绝大部分采用SCR脱硝方式，SCR脱硝方式运行中必然发生部分氨逃逸。
逃逸的氨在空预器中与SO3生成硫酸氢氨，由于硫酸氨物理性质较粘，易吸附烟气中灰尘，造成空预器堵塞，严重影响脱硝机组的安全稳定运行。本文结合实例，通过对一起空预器堵塞案例的原因分析及处理过程，提出预防脱硝系统运行造成空预器堵塞的控制措施，以消除或减少脱硝引起空预器堵塞的对机组安全经济运行的影响。
1空预器堵塞的现象及原因分析
1.1空预器堵塞参数变化
江苏淮阴发电有限公司#4机组额定容量350MW，于2011年6月9日投产，投产时脱硝系统同时投运。2013年11月份起，空预器差压逐渐增大，至2014年3月份，在负荷到270MW时，空预器差压大达2.78kPa，堵塞有关参数变化见表一：
从空预器差压发展可看出，堵塞具有如下特点：
(1)A空预器堵塞情况较轻，B空预器堵塞较严重；

(2)堵塞发展很快，2013年11月20日，负荷280MW时，A、B侧空预器烟气差压仅分别为0.92kPa、0.74kPa，到4个月后，2014年3月27日烟气差压已达到1.47kPa、2.40kPa。其中特别是B侧空预器，堵塞明显严重，造成B侧烟气流量减少，因而A引风机烟气通流量加大，电流明显上升，由134A上升到160A。
(3)B空预器旋转一圈的情况下，差压呈周期性变化，大达2.78kPa，小达1.96kPa，说明B空预器局部堵塞严重。即便以小值比较，堵塞现象也较为明显。

1.2空预器解体后堵塞情况
2014年4月大修期间，解体空预器蓄热元件，发现堵塞情况主要集中冷段蓄热元件约350mm以下部位，且堵塞物较硬。
1.3堵塞物化学分析
空预器冷端冷端密封板上均为结晶样颗粒，且结晶物较为坚硬。通过对空预器冷端堵塞物质取样分析，显示样品30%以上成分为硫酸氢氨。
1.4空预器堵塞机理分析
空预器堵塞物化验表明30%以上为硫酸氢氨，由于硫酸氢氨的露点为147℃，现在大容量锅炉回转式空预出口烟气温度一般均为125℃左右。因而，必然在空预器冷端产生硫酸氢氨沉积。
烟气经过SCR反应器和空预器热段后，排烟温度降低，当温度降至185℃以下时，烟气中已生成的气态硫酸氢氨会在空预器冷段的传热元件上凝固下来，造成空预器冷段积盐与结垢，进而影响空预器的正常运行。经验表明，当氨的逃逸量为1μL/L以下时，硫酸氢氨生成量很少，空预器堵塞现象不明显。
测试结果表明，若氨逃逸量增加到2μL/L，空预器运行半年后其阻力增加约30%；若氨逃逸量增加到3μL/L，空预器运行半年后阻力增加约50%，对引风机也会造成较大影响。

因此，空预器堵塞的原因可以确定为因脱硝系统逃逸的氨与烟气中的三氧化硫反应生成硫酸氢氨，并在空预器冷段沉积，造成空预器堵塞。