燃煤鍋爐爐膛內(nèi)煙氣中的SO2約有0.5%~1.0%被氧化成SO3。加裝SCR系統(tǒng)后,催化劑在把NOx還原成N2的同時(shí),將約1.0%的SO2氧化成SO3。在空預(yù)器中/低溫段換熱元件表面,SCR反應(yīng)器出口煙氣中存在的未反應(yīng)的逃逸氨(NH3)、SO3及水蒸氣反應(yīng)生成硫酸氫氨或硫酸氨,當(dāng)煙氣中的NH3含量遠(yuǎn)高于SO3濃度時(shí),主要生成干燥的粉末狀硫酸氨,不會(huì)對(duì)空預(yù)器產(chǎn)生粘附結(jié)垢。
空氣預(yù)熱器煙側(cè)進(jìn)出口溫度范圍約110~400℃,涵蓋了高粘性硫酸氫氨的生成溫度區(qū)間。為了應(yīng)對(duì)硫酸氫氨的影響,空氣預(yù)熱器采取了以下改造措施。
(1)傳統(tǒng)空氣預(yù)熱器元件分為高、中、低溫3段,冷段高度約300mm,主要為了防止硫酸低溫腐蝕。當(dāng)硫酸氫氨溫度區(qū)間跨越2層換熱元件時(shí),接縫處的硫酸氫氨吸附飛灰結(jié)垢搭橋現(xiàn)象加嚴(yán)重。為此,需合并傳統(tǒng)的冷段和中溫段,將換熱元件改為2段,冷段高度加大到約800~1200mm,涵蓋機(jī)組不同負(fù)荷下硫酸氫氨的生成溫度范圍,保證全部硫酸氫氨在冷段完成凝結(jié)和沉積。
(2)空氣預(yù)熱器冷段元件較高,元件下部煙氣溫度較低,易受到煙氣中的酸結(jié)露低溫腐蝕,造成元件表面銹蝕龜裂,加劇硫酸氫氨粘附掛灰。為提高冷段元件的表面光潔度和防腐蝕能力,通常采用高強(qiáng)度低合金考登鋼材質(zhì)、表面鍍搪瓷或者表面使用硅作涂層。根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)[2],搪瓷鍍層能顯著降低硫酸氫氨的結(jié)垢速率,但如鍍層因加工質(zhì)量而損裂,將不利于防止硫酸氫氨的吸附。SCR空氣預(yù)熱器冷段采用何種型號(hào)的換熱元件,主要受到煤中硫含量、入口煙氣中SO3濃度、入口煙氣O2濃度、冷段綜合溫度水平等因素的綜合影響。根據(jù)國外某公司的經(jīng)驗(yàn)(圖2),煤中硫含量小于1.75%且冷段綜合溫度大于138℃時(shí),冷段可采用考登鋼材質(zhì)。
(3)加裝SCR系統(tǒng)后,空氣預(yù)熱器冷段換熱元件通常采用局部封閉、高吹灰通透性的波形(如FNC 或DNF)替代傾斜的雙層皺紋形,使元件表面沉積的飛灰易于被吹灰器清掃。
(4)空氣預(yù)熱器冷段換熱元件即使采用鍍搪瓷元件,如果沒有有效的吹灰清洗裝置相配套,同樣會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的堵灰。目前,空氣預(yù)熱器冷段通常配置回轉(zhuǎn)式雙介質(zhì)高能量射流吹灰器,正常運(yùn)行過程中,采用高壓蒸汽吹掃,當(dāng)空氣預(yù)熱器煙側(cè)阻力超過設(shè)計(jì)值的50%時(shí),投運(yùn)高壓水沖洗。沖洗主要有離線和在線2種方式,前者是在保持60%左右機(jī)組負(fù)荷時(shí),將單側(cè)空氣預(yù)熱器解列隔離進(jìn)行高壓水沖洗,完成后采用同樣方式?jīng)_洗另一臺(tái)空氣預(yù)熱器;后者是在機(jī)組滿負(fù)荷或部分負(fù)荷下,對(duì)任一臺(tái)運(yùn)行中的空氣預(yù)熱器進(jìn)行高壓水沖洗。高壓水沖洗時(shí),水壓達(dá)10MPa以上,水量小于70kg/min,對(duì)煙氣成分或煙氣溫度影響甚微。