电厂锅炉脱硝系统氨逃逸危害、影响因素及运行调整论文_陈云龙

电厂锅炉脱硝系统氨逃逸危害、影响因素及运行调整论文_陈云龙

(天津军粮城发电有限公司 300300)

摘要:在正常的电厂锅炉脱硝系统运转过程中,极易发生氨逃逸的现象,因此在文中笔者主要对氨逃逸危害进行了说明,并以此为基础分析了导致氨逃逸的影响原因,从而给出了对氨逃逸进行控制及调整。

关键词:氨逃逸;危害;影响因素;运行调整

引言:在脱硝装系统当中,主要通过选择性触媒脱硝法(SCR)、并通过无旁路双烟道反应器的排布模式、通过对氨水进行蒸汽稀释从而获得氨气,并将其当作脱硝装置当中的还原性物质。目前,我国对环保问题提出了更高的排放要求,大部分的电厂都使用烟气脱硝来实现氮氧化物气体排放量的降低,而脱硝反应过程中所采用的还原性物质主要是由氨水稀释所得到氨气,因此在进行反应时会在很大程度上发生还原剂过剩所造成的氨逃逸问题,这不但会严重损害设备及机械装置,并且也可能导致经济上的亏损。对此,笔者在对氨逃逸危害进行分析的基础之上分析了其中的影响要素,从而提出了运行调整的方案,以保证电厂锅炉脱硝系统的运行稳定性。

一、氨逃逸的危害

(一)对预热器的影响

脱硝运行装置出口的烟气当中,主要含有氨及SO3物质。两种物质可反应生成硫酸氢铵以及(NH4)2SO4,但是硫酸氢铵有着非常高的粘黏性,过多氨水在反应的过程中,会生成一种名为亚硫酸氢铵的物质,该物质具有较强的腐蚀性,与焦油相类似的油状物,可对预热器进行堵塞,并对蓄热元件产生一定的污染性,从而导致预热器发生污染、积灰以及栓塞的情况,从而导致机械设备的使用寿命缩减,从而增加了机械的维护工作,提高了运行维护投入。

(二)对除尘器的危害

烟气过剩的氨气与SO3反应得到的硫酸氢铵会粘附在除尘器的布袋上,从而对布袋造成堵塞,导致布袋压力差的增加,从而度除尘作用产生极大的影响,并增加机组的能够和对布袋的损坏。引风机能耗的提高会在很大程度上增加厂的能耗,在高负载的情况下发生出力不足所导致的负荷达到上限,从而对机组的工作效率产生极大影响。此外,还会导致引风机出现失速喘振的现象,这既会伤害风机,同时也会威胁机组的安全性,从而对经济收益产生影响。

(三)提高脱硝氨气的消耗量,影响脱硝装置的效益

工作经验证明氨逃逸大部分处于6ppm的情况下,氨气的消耗量提高了30%,因而增加了工厂的运营投入,且严重影响了机械装置的运行效率。

(四)影响催化剂活性

因为在低温情况下,硫酸氢铵具有非常强的吸水性,若该物质从烟气中汲取来了一定量的水分就会腐蚀机械设备,若其出现在低温催化剂上时,会对催化剂造成堵塞,从而导致催化剂的活性降低,导致氨逃逸问题的进一步恶化。

(五)过剩氨气对大气中造成二次污染

虽热氨气能够对氮氧化物的排放产生一定的阻碍作用,然而氨其自身就是的不具环保性,在烟气中会对人的呼吸道产生危害。此外,还会造成很多环保不符合标准的问题,从而严重影响了机组的运行稳定性,对机组的效益也会有一定程度的影响。

二、影响SCR装置脱硝装置氨逃逸的因素

(一)脱硝催化剂老化失活

脱硝系统中采用的催化剂是保证其脱硝率的核心物质,此外还对脱硝装置的可稳定性也有着一定程度的影响。而对催化剂活性产生影响的要素也是非常多的,化学原因包含有砷、碱、重金属等化学中毒,物理原因包含有催化剂自身的腐蚀、积灰等。因为催化剂一般存在于整个体系的高尘区域内,多数情况下在进行设计的过程中都对催化剂的腐蚀问题进行了考虑。所以,在机组的使用过程中,需要严密监测砷、碱等物质,从而可采用有效的防护方案。

(二)氨流量不均,烟气分布不均

因为在锅炉的运行过程中,由于时间、负荷、烟气状态等的不同,使得烟气的流速及其所含NOx的量在烟气中也是分布不均的。在氨流量均匀时,脱硝装置出口的氮氧化物含量和过剩氨气的浓度也是不同的。从而在很大程度上提升了氨的过剩量,加重了氨逃逸的问题。

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(三)烟气温度

烟气温度主要会多催化剂的催化效果产生影响,从而影响氨逃逸问题。SCR法中所采用的工艺,其催化剂的最佳反应温度区间为300~420℃,将氨气转化成NOx的最佳温度区间为300~420℃,当烟气的温度较低时,氨气只有少部分会与氮氧化物产生反应。所以需要在最大程度上增加机组的功率,将烟气的温度提高到300℃以上。因此必须依据锅炉及燃烧的实际情况,在符合条件的情况下将烟气温度维持在最佳温度区间内。若烟气温度无法满足需要,必须对系统进行优化改造。

(四)催化剂堵塞

脱硝系统中的催化剂多数处于的尘灰区,当烟气经过催化剂的过程中就会出现粉尘的遗留,在加上硫酸氢铵在催化剂的粘附,使得催化剂的阻力得到了进步的增加,从而堵塞催化剂的通道,从而严重烟气与催化剂的接触,导致过剩氨气量的显著提升。

(五)自动调节模式

喷氨的调节模式对于氨逃逸有着很大程度的影响,速度调节的过缓,则会出现氮氧化物含量的排放超标,造成超排问题;而速度调节的太快,则会加重氨逃逸的现象。因此必须综合分析烟气量、入口及出口处的氮氧化物的浓度变化。

(六)燃烧影响

NOX的出现在很大程度上取决于燃烧的调节,不同的耗氧量、磨煤机组合、风门开启度、SOFA开度、风粉量等都对NOx的出现产生影响,而NOX的减少,氨气的喷流量也会随之降越低,从而也会影响氨逃逸。

三、SCR脱硝装置氨逃逸运行调整措施

(一)减轻烟气流速不均对氨逃逸的影响

对脱硝装置出口的氮氧化物浓度及过剩氨气的浓度进行按时的监测,对各支管的氨流量进行实时的调节,从而保持烟气所含氮氧化物与加入的氨气浓度相符合,从而降低因烟气流量不均而导致的氨逃逸加重问题。

(二)维持催化剂的整洁

维持催化剂的整洁、活性,及时清除烟气经过催化剂的过程中所留下的粉尘,是缓解氨逃逸问题的主要方案之一。在系统的使用过程中,通过科学的吹灰体制,从而确保声波及蒸汽吹灰的合理使用。

(三)燃烧调整

对燃烧进行适当的调节,保证适宜的含氧量以及一定量的SOFA风,在最大程度上通过下层磨煤机的配合,维持最大的风粉量。并通过适当一次风量,对火焰的长度进行延伸,从而降低氮氧化物的出现,最终实现氨逃逸问题的缓解。

(四)完善喷氨调节

依据锅炉的燃烧属性,对喷氨的调节进行适当的调节,从而实现在符合排放标准的同时尽最大可能缓解氨逃逸的问题。

(五)维持最佳烟气温度

在系统优化及机组功率的提高下,将烟气温度的维持在300~420℃之间,进而确保氨气在被还原反应生成氮氧化物时,处于最佳反应温度。

四、结束语

氨逃逸问题会对空气预热器产生污染及积灰的损坏,并堵塞除尘器的布袋,从而增加风机的能耗,提高了氨水的消耗量,而且这过程中的排放也会对大气造成严重的二次污染。因此,文中笔者在阐述氨逃逸危害的基础上,分析了其主要的影响因素,从而总结归纳出了一些具有可行性的措施方案,以实现氨逃逸问题的缓解及解决。

参考文献

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[2]杜亚青.火电厂脱硫脱硝设备与运行[M].中国电力出版社,2013(05).

[3]周作发.集控设备运行规程[Z].通辽霍林河坑口发电有限责任公司,2014(10).

[4]周作发.电厂锅炉脱硝系统氨逃逸危害、影响因素及运行调整[J].变频器世界,2019(06):113-118.

论文作者:陈云龙

论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期

论文发表时间:2019/11/12

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