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摘要：本文介绍了锅炉安装SCR系统后对预热器的影响，并提出了预热器在设计上所需要采取的措施，防止预热器出现堵灰的情况。
This paper introduces the influence of boiler installation of SCR system on the preheater, and puts forward the preheater to adopt in the design of the measures, preventing preheater has blocked the situation.
关键词：空气预热器 脱硝硫酸氢氨
中图分类号：U664文献标识码： A
由于机组配置SCR进行脱硝的过程中所产生的硫酸氢氨将对空气预热器的运行带来较大的负面影响，必须重新调整空气预热器的设计结构配置，以适应配置SCR机组的正常运行。
一、脱硝过程中硫酸氢氨的产生机理
在SCR系统脱硝过程中，烟气在通过SCR催化剂时，将进一步强化SO2→SO3的转化，形成更多的SO3。在脱硝过程中，由于NH3的逃逸是客观存在的，它在空气预热器中下层处与SO3形成硫酸氢氨，其反应式如下：
硫酸氢氨在不同的温度下分别呈现气态、液态、颗粒状。对于燃煤机组，烟气中飛灰含量较高，硫酸氢氨在146℃—207℃温度范围内为液态；对于燃油、燃气机组，烟气中飞灰含量较低，硫酸氢氨在146℃—232℃温度范围内为液态。这个区域被称为ABS区域。
图表 1 硫酸氢氨状态图
二、硫酸氢氨对空气预热器运行的影响
气态或颗粒状液体状硫酸氢氨会随着烟气流经预热器，不会对预热器产生影响。相反，液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于预热器传热元件上形成融盐状的积灰，造成预热器的腐蚀、堵灰等，进而影响预热器的换热及机组的正常运行。硫酸氢氨的反应速率主要与温度、烟气中的NH3 、SO3及H2O浓度有关。为此，在系统的规划设计中，应严格控制SO2→SO3的转化率及SCR出口的NH3的逃逸率。同时，应重新调整空气预热器的设计结构配置，消除硫酸氢氨对空气预热器运行性能的影响。在形成液体状硫酸氢氨的同时，也会产生部分硫酸氨。与硫酸氢氨不同，颗粒状硫酸氨不会与烟气中的飞灰粒子相结合而造成预热器的腐蚀、堵灰等，不会影响预热器的换热及机组的正常运行。
硫酸氢氨在预热器中形成区域的分析
硫酸氢氨（Ammonium Bisulfate)的形成是有固定的温度区域，在预热器传热元件中该温度区域对应相应的位置区域，此区域统称为ABS区域。通过大量的实验得出结论，液态NH4HSO4形成的温度区域在：
146℃—207℃ COAL
146℃—232℃ OIL AND GAS
对于燃煤机组，ABS区域为距预热器传热元件底部381mm—813mm位置之间。
图表 2ABS区域分布图
三、在SCR系统中预热器的配置特点
考虑到ABS区域的特定位置及相应特性，在空气预热器的结构设计如：传热元件的高度选择、材质、板型上以及清灰设施配置上提供了相应的措施。
由于ABS区域为距预热器传热元件底部381mm—813mm位置之间，故将预热器传热元件合理分层。其中，上层为常规配置；考虑到下层传热元件在烟气入口处易形成颗粒堆积，通常下层传热元件的高度选择900mm左右。
由于ABS区域内液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于预热器传热元件上形成融盐状的积灰，造成预热器的腐蚀、堵灰等。考虑液态硫酸氢氨能轻易进入到普通金属薄板的表面气孔中而形成腐蚀，采用搪瓷元件作为预热器冷端传热元件是最佳选择。
空预器受热面选材应考虑磨损、堵塞及腐蚀的因素，热端钢板厚度不小于0.5mm，采用低碳钢板；为提高冷段换热面的抗粘附特性，根据煤中的硫含量及冷段的空气与烟气温度，冷端需采用搪瓷传热元件，厚度不小于1mm，不爆瓷、不开裂剥落，不易粘堵灰、不易腐蚀。
四、脱硝预热器所选用的板型
脱硝预热器由于更容易堵灰，因此应选择容易清洗的传热元件板型。首先要有独立的介质通道，这样吹灰介质压力衰减小，容易清洗；其次，板型中应有小波纹，使得此种板型在烟气流过时扰动及混合强烈，传热效率满足要求；最后，传热元件表面需要涂搪瓷，以增加其抗腐蚀的性能，并且这样的表面更光滑而且不容易堵灰。
五、搪瓷层的技术要求
搪瓷元件板型采用的镀搪技术具有耐腐蚀、耐积灰、耐磨损、表面性质好、能抵抗温度骤变、耐高温等优点。主要生产工序如下：
1）钢板的选择
搪瓷专用钢板（有利于减少针孔的形成）。
2）钢板预处理
a.碱洗（去油脂）
b.酸洗（除锈，增加表面粗燥度，使搪瓷与钢板结合更牢固）
c.烘干钝化（使搪瓷钢板表面进一步清洁保证搪瓷质量）
3）瓷釉选择
搪瓷块+添加剂+水，研磨成液态瓷釉（充分考虑耐酸、耐磨等因素）
4）静电喷涂
5）自动线烘干
6）搪烧电炉搪烧
7）每道工序前后均有检验员进行质检
8）压力机装盒
静电喷涂工艺生产的产品，除了具有搪瓷产品的一些优点外，其防腐性能、边缘包裹、及柔韧性等方面又优于其他涂搪瓷工艺，完全可以确保换热元件的性能及寿命要求，对于设备的整体性能保证有着重要的意义。搪瓷传热元件严格按照哈锅技术条件制造、验收,主要标准如下：
作者简介：陈国忠（1982-），男，汉，黑龙江省兰西县人，工程师，2004年毕业于东北大学热能与动力工程专业，主要从事电站锅炉空气预热器、烟气加热器的研发、设计及管理工作。
This paper introduces the influence of boiler installation of SCR system on the preheater, and puts forward the preheater to adopt in the design of the measures, preventing preheater has blocked the situation.
关键词：空气预热器 脱硝硫酸氢氨
中图分类号：U664文献标识码： A
由于机组配置SCR进行脱硝的过程中所产生的硫酸氢氨将对空气预热器的运行带来较大的负面影响，必须重新调整空气预热器的设计结构配置，以适应配置SCR机组的正常运行。
一、脱硝过程中硫酸氢氨的产生机理
在SCR系统脱硝过程中，烟气在通过SCR催化剂时，将进一步强化SO2→SO3的转化，形成更多的SO3。在脱硝过程中，由于NH3的逃逸是客观存在的，它在空气预热器中下层处与SO3形成硫酸氢氨，其反应式如下：
硫酸氢氨在不同的温度下分别呈现气态、液态、颗粒状。对于燃煤机组，烟气中飛灰含量较高，硫酸氢氨在146℃—207℃温度范围内为液态；对于燃油、燃气机组，烟气中飞灰含量较低，硫酸氢氨在146℃—232℃温度范围内为液态。这个区域被称为ABS区域。
图表 1 硫酸氢氨状态图
二、硫酸氢氨对空气预热器运行的影响
气态或颗粒状液体状硫酸氢氨会随着烟气流经预热器，不会对预热器产生影响。相反，液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于预热器传热元件上形成融盐状的积灰，造成预热器的腐蚀、堵灰等，进而影响预热器的换热及机组的正常运行。硫酸氢氨的反应速率主要与温度、烟气中的NH3 、SO3及H2O浓度有关。为此，在系统的规划设计中，应严格控制SO2→SO3的转化率及SCR出口的NH3的逃逸率。同时，应重新调整空气预热器的设计结构配置，消除硫酸氢氨对空气预热器运行性能的影响。在形成液体状硫酸氢氨的同时，也会产生部分硫酸氨。与硫酸氢氨不同，颗粒状硫酸氨不会与烟气中的飞灰粒子相结合而造成预热器的腐蚀、堵灰等，不会影响预热器的换热及机组的正常运行。
硫酸氢氨在预热器中形成区域的分析
硫酸氢氨（Ammonium Bisulfate)的形成是有固定的温度区域，在预热器传热元件中该温度区域对应相应的位置区域，此区域统称为ABS区域。通过大量的实验得出结论，液态NH4HSO4形成的温度区域在：
146℃—207℃ COAL
146℃—232℃ OIL AND GAS
对于燃煤机组，ABS区域为距预热器传热元件底部381mm—813mm位置之间。
图表 2ABS区域分布图
三、在SCR系统中预热器的配置特点
考虑到ABS区域的特定位置及相应特性，在空气预热器的结构设计如：传热元件的高度选择、材质、板型上以及清灰设施配置上提供了相应的措施。
由于ABS区域为距预热器传热元件底部381mm—813mm位置之间，故将预热器传热元件合理分层。其中，上层为常规配置；考虑到下层传热元件在烟气入口处易形成颗粒堆积，通常下层传热元件的高度选择900mm左右。
由于ABS区域内液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于预热器传热元件上形成融盐状的积灰，造成预热器的腐蚀、堵灰等。考虑液态硫酸氢氨能轻易进入到普通金属薄板的表面气孔中而形成腐蚀，采用搪瓷元件作为预热器冷端传热元件是最佳选择。
空预器受热面选材应考虑磨损、堵塞及腐蚀的因素，热端钢板厚度不小于0.5mm，采用低碳钢板；为提高冷段换热面的抗粘附特性，根据煤中的硫含量及冷段的空气与烟气温度，冷端需采用搪瓷传热元件，厚度不小于1mm，不爆瓷、不开裂剥落，不易粘堵灰、不易腐蚀。
四、脱硝预热器所选用的板型
脱硝预热器由于更容易堵灰，因此应选择容易清洗的传热元件板型。首先要有独立的介质通道，这样吹灰介质压力衰减小，容易清洗；其次，板型中应有小波纹，使得此种板型在烟气流过时扰动及混合强烈，传热效率满足要求；最后，传热元件表面需要涂搪瓷，以增加其抗腐蚀的性能，并且这样的表面更光滑而且不容易堵灰。
五、搪瓷层的技术要求
搪瓷元件板型采用的镀搪技术具有耐腐蚀、耐积灰、耐磨损、表面性质好、能抵抗温度骤变、耐高温等优点。主要生产工序如下：
1）钢板的选择
搪瓷专用钢板（有利于减少针孔的形成）。
2）钢板预处理
a.碱洗（去油脂）
b.酸洗（除锈，增加表面粗燥度，使搪瓷与钢板结合更牢固）
c.烘干钝化（使搪瓷钢板表面进一步清洁保证搪瓷质量）
3）瓷釉选择
搪瓷块+添加剂+水，研磨成液态瓷釉（充分考虑耐酸、耐磨等因素）
4）静电喷涂
5）自动线烘干
6）搪烧电炉搪烧
7）每道工序前后均有检验员进行质检
8）压力机装盒
静电喷涂工艺生产的产品，除了具有搪瓷产品的一些优点外，其防腐性能、边缘包裹、及柔韧性等方面又优于其他涂搪瓷工艺，完全可以确保换热元件的性能及寿命要求，对于设备的整体性能保证有着重要的意义。搪瓷传热元件严格按照哈锅技术条件制造、验收,主要标准如下：
作者简介：陈国忠（1982-），男，汉，黑龙江省兰西县人，工程师，2004年毕业于东北大学热能与动力工程专业，主要从事电站锅炉空气预热器、烟气加热器的研发、设计及管理工作。