空气预热器腐蚀积灰问题探讨.docx

空气预热器腐蚀积灰问题探讨空气预热器腐蚀积灰问题探讨摘 要：空气预热器作为电站锅炉的重要设备，目前存在的主要问题是空预器易发生腐蚀和堵灰现象，这主要是由于传统的烟气低温腐蚀和氨逃逸带来的硫酸氢铵腐蚀的影响。针对 2 种不同的影响因素，需要采取不同的解决措施。在分析空预器堵塞原因的基础上，综述了近年来我国为解决空预器堵塞而采取的相关措施，如优化暖风器设计、采用碱性吸收剂控制 SO3 的技术、空气预热器的改造等。关键词：暖风器；低温腐蚀；空气预热器；氨逃逸当前燃煤发电作为我国最主要的发电形式，面临节能减排要求的日渐提升，煤价的不断上涨，锅炉空预器的出口烟温也越来越低，仅略高于酸露点的温度。在低温烟气环境中，空气预热器容易发生低温腐蚀和堵灰现象，某 300 MW 燃煤机组，采用电袋除尘器除尘，机组运行了半年的时间，空气预热器已经堵塞，在滤袋的表面附着着大量的黏附物，黏附物为有较强的黏附能力的黑色硬质物质，黏附物很难通过人为手工去除。空气预热器堵塞造成电袋除尘器的运行阻力增大，烟尘排放超标；同时也导致风机的通道阻力增大，增加了风机的电耗。若堵灰严重时则必须采取停炉的措施，将增加机组非正常停机的次数，严重影响了电厂的经济效益。对于北方的电站锅炉，在冬季的情况下，空气预热器由于入口处空气初始温度偏低，低温腐蚀积灰的问题也更加严重。空气预热器堵灰会影响机组高负荷运行，降低机组的经济性和稳定性，因此，解决空气预热器的腐蚀积灰问题对于保障机组的正常稳定运行有重要的意义。空预器腐蚀积灰的主要原因有 2 种：烟气的低温腐蚀和氨逃逸造成的硫酸氢铵腐蚀。针对这 2 种不同的腐蚀积灰原因，必需要采取相应的不同措施，以增强机组的经济性和稳定性。1 烟气低温腐蚀烟气低温腐蚀是指当锅炉的排烟温度低于烟气的酸露点时，在锅炉的低温受热面上会凝结烟气中的水蒸气和硫酸蒸气，凝结的水蒸气和硫酸蒸气与传热管壁的金属材质发生化学反应，生成金属硫酸盐，导致管壁处腐蚀，随着反应时间的延长，管壁处发生积灰，积灰导致传热管的传热性能减弱，受热面壁温因此降低。控制锅炉烟气低温腐蚀从理论上来说就是控制锅炉低温受热面的金属壁温要高于烟气的露点温度，烟气的露点温度一般低于 75 。从电厂的实际运行结果看，锅炉空预器的冷端壁温只要高于 75 ，就能够避免发生烟气低温腐蚀。而在冬季工况和机组低负荷工况的情况下，锅炉低温受热面的金属壁温较正常工况下有所下降，需要采取有效的设计措施以防止发生结露现象，才能避免发生低温腐蚀现象。通常采取的措施是增加暖风器设计，在冬季工况下，通过暖风器换热将锅炉进风温度提高到 20；在机组低负荷工况下，也可通过暖风器换热将锅炉进风温度提高到适当温度。以防止烟气的低温腐蚀，同时增加了烟气余热利用率。一般在空预器进口与送风机出口之间或者送风机入口的管道上安装暖风器。暖风器在一年大部分时间内均可不投入运行，当其停运时，由于作为设备的暖风器本身存在阻力会增加风机的运行电耗，同时暖风器的换热元件上也会积攒灰尘，这些灰尘是随送风机、一次风机风道入口进入的，也增加了风道的阻力。为了减小暖风器停运时的增加的风道阻力，降低风机的电耗，增加机组的经济性，可采用抽屉式暖风器、旋转式暖风器及热风再循环等方式。经过综合比较来看，其中旋转式暖风器操作简单，在达到暖风器增加进口风温，防止空预器低温腐蚀目的的同时，还能够使厂用电降低，节能降耗。疏水方式对暖风器的运行效果的有重要的影响，暖风器疏水的回收方式主要有 2 种：1） 高压疏水方式，即用疏水泵将疏水输送至除氧器；2） 低压疏水方式，即系统安装疏水器设备，将疏水疏至凝汽器。比较两种疏水方式，高压疏水方式在实际运行过程中会出现疏水不通畅的现象，从而导致管道内部汽水两相共存，发生振动和腐蚀，造成暖风器的泄漏，致使暖风器不能起到应有的作用7，而低压疏水方式不存在汽水两相共存的现在，可以保证系统的正常稳定运行，是近年来国内外普遍采用暖风器系统蔬水方式，暖风器低压疏水方式示意图如图 1 所示。图 1 暖风器低压疏水方式2 氨逃逸带来的硫酸氢铵腐蚀目前国际国内形势下，对燃煤电站的环保排放要求越来越严格，为了达到氮氧化物的排放标准，燃煤电站大量采用在烟道中喷入液氨或尿素等还原剂的方式以降低氮氧化物的排放量，在此过程中氨气发生挥发而后随着烟气的排放而排放，造成氨逃逸现象。烟气经过 SCR装置时，部分 SO2 在催化剂的作用下发生氧化反应生成 SO3，SO3 与逃逸的 NH3 及水蒸气发生化学反应生成 NH4HSO4 和(NH4)2SO4。其中较多地生成 NH4HSO4，而(NH4)2SO4 产生量很少，且为粉末状，处于积灰中，对空气预热器几乎无影响。而 NH4HSO4 的沸点为 350，熔点为 147，空预器的冷端温度较低，温度区间处于 NH4HSO4 熔点温