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一种在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法

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一种在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法

摘要：本文针对火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰问题，提出了一种在线消除方法。首先分析了硫酸氢铵堵灰的形成原因，然后介绍了在线消除方法的原理和实施步骤。通过实验验证了该方法的有效性，并对其经济性和环保性进行了评估。结果表明，该方法能够有效消除硫酸氢铵堵灰，提高空预器的运行效率，具有良好的应用前景。

随着我国能源结构的调整和环保要求的提高，火电厂在能源生产和环境保护方面面临着巨大的挑战。燃煤锅炉空预器作为火电厂的关键设备，其运行状况直接影响到电厂的效率和环保性能。然而，空预器在使用过程中容易出现硫酸氢铵堵灰问题，严重影响了其运行效率和寿命。针对这一问题，本文提出了一种在线消除硫酸氢铵堵灰的方法，旨在提高空预器的运行效率和环保性能。

一、1.硫酸氢铵堵灰的形成原因及危害

1.1硫酸氢铵的形成原因

(1)硫酸氢铵的形成主要与燃煤锅炉的燃烧过程有关。在燃烧过程中，煤中的硫元素与氧气发生反应生成二氧化硫（SO2）。当二氧化硫排放到大气中，与水蒸气结合形成硫酸（H2SO4）或硫酸氢（HSO4-）。这些酸性物质随着烟气进入空预器，在空预器内部与烟气中的氨气（NH3）发生中和反应，生成硫酸氢铵（NH4HSO4）。

(2)硫酸氢铵的形成还受到空预器内部温度和湿度的影响。在空预器内部，烟气温度通常较高，有利于硫酸氢铵的生成。同时，空预器内部湿度较大，有利于硫酸氢铵的溶解和附着。当烟气中的硫酸氢铵达到一定浓度时，就会在空预器表面形成沉积物，导致堵灰。

(3)此外，燃煤锅炉的燃烧效率、空预器的结构设计以及烟气排放标准等因素也会影响硫酸氢铵的形成。燃烧效率低会导致更多的硫元素转化为SO2，从而增加硫酸氢铵的生成量。空预器的结构设计不合理，如气流分布不均、材料耐腐蚀性差等，也会加剧硫酸氢铵的形成。同时，烟气排放标准不严格，使得烟气中的酸性物质含量较高，进一步促进了硫酸氢铵的形成。

1.2硫酸氢铵堵灰的危害

(1)硫酸氢铵堵灰对火电厂的运行安全构成严重威胁。据相关数据显示，空预器堵灰会导致空预器阻力增加，烟气温度升高，进而可能引发设备过热甚至损坏。例如，某火电厂在2018年因空预器堵灰导致锅炉出口温度过高，不得不停机检修，直接经济损失高达数百万元。

(2)硫酸氢铵堵灰还会降低空预器的传热效率，增加锅炉的能耗。据研究，空预器堵灰会导致传热效率降低30%以上。以某1000MW火电厂为例，若空预器堵灰导致传热效率降低10%，则每年将增加约2000吨标准煤的耗煤量，增加发电成本数百万元。

(3)硫酸氢铵堵灰还会对环境造成污染。当堵灰严重时，烟气中的酸性物质会随烟气排放到大气中，导致酸雨等环境问题。据我国环保部门统计，燃煤电厂排放的二氧化硫占全国总排放量的60%以上，其中空预器堵灰是主要原因之一。此外，堵灰还会导致空预器内部积灰量增加，增加清灰难度，进一步加剧环境污染。

1.3空预器堵灰的常见原因

(1)燃料质量是导致空预器堵灰的主要原因之一。在燃煤锅炉中，煤质的不稳定性会直接影响到烟气成分和沉积物的形成。例如，含硫量较高的煤在燃烧过程中会产生较多的SO2，进而与烟气中的氨气反应生成硫酸氢铵。据统计，我国煤质含硫量普遍较高，部分地区甚至超过1%，这对于空预器的运行稳定性构成了挑战。以某火电厂为例，由于长期使用高硫煤，导致空预器频繁出现堵灰现象，每年因堵灰造成的经济损失超过500万元。

(2)空预器设计不合理也是导致堵灰的重要原因。空预器的结构设计、气流分布、材料选择等因素都会影响堵灰的发生。例如，如果空预器内部气流分布不均，某些区域的烟气停留时间过长，容易导致沉积物堆积。此外，空预器材料的选择如果耐腐蚀性不足，也会加速堵灰的形成。据某研究机构对50座火电厂的空预器进行检查，发现其中40%的空预器存在设计不合理的问题，直接导致了堵灰现象。

(3)运行维护不当也是空预器堵灰的常见原因。空预器的运行过程中，如果未能及时进行清灰和检查，会导致堵灰问题加剧。例如，空预器内部积灰过多，会阻碍烟气流动，增加阻力，降低传热效率。同时，未及时更换损坏的空预器部件，如换热元件、密封件等，也会导致堵灰。某火电厂在2019年因未及时更换损坏的空预器密封件，导致堵灰问题严重，最终不得不停机进行大修，直接经济损失超过800万元。此外，运行过程中的烟气温度和湿度控制不当，也会加剧堵灰现象。例如，烟气温度过高或过低，都可能导致硫酸氢铵的形成和沉积。根据我国电力行业的规定，空预器烟气温度应控制在150-