锅炉烟温对脱硝系统运行的措施论文_赵华艳

(中电投新疆能源化工集团五彩湾发电有限责任公司 新疆昌吉州 831700)

摘要:随着当前社会经济的进步,人们环保意识的提升,燃煤机组脱硝系统的实现,使得其烟气中NOx排放得到全面降低,有效提升相应区域生态环保的平衡性。但在实际实践期间锅炉烟温对脱硝系统运行效益有着一定影响,因此结合实际做好锅炉烟温对脱硝系统运行的措施方案设定,便显得极为必要。

关键词:锅炉;烟温;脱硝系统;运行;措施

我国燃煤电厂运行期间,燃煤机组燃烧煤所产生NOx、粉尘、SO2等废弃物对相应区域内环境污染极为严重;对其进行脱硝系统设定可以有效降低燃煤电厂运行对整个环境所造成负面影响。当前脱硝技术主要以选择性催化剂还原法、选择性非催化还原法、混合法来体现。其中选择性催化还原法脱硝效率最高,在当前燃煤电厂中的使用率也相对较高。

一、当前烟气脱硝系统要点分析

当前我国大部分燃煤电厂烟气脱硝系统主要是以选取催化还原SCR法原理体现,其主要是按照对其烟气系统注入NH3来作为整个还原剂与烟气中的NOx在300-420℃的温度和催化剂作用下生成N2以及H2O的反应,其反应公式如下:

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

6NO+4NH3→5N2+6H2O

6NO2+8NH3+O2→7N2+12H2O

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

选择性催化还原脱硝(SCR)作为当前脱硝效率最好应用最广的脱硝技术,其脱硝效率能够达到80%左右,相较于选择性非催化还原法以及混合法,非催化还原法脱硝效率只能达到35%左右,而混合法则在40%--%90间;与此同时选择性催化还原脱硝其氨气逃逸率也相对较低,整体基本维持在4PPm上下,而混合法氨气逃逸率整体较高通常在5-10PPm之间,氨气逃逸率高对整个燃煤电厂运行经济效益及安全效益会造成极为不利的负面影响。因此从实际来看,选择性催化还原脱硝虽然较之选择性非催化还原法脱硝以及混合法脱硝而言,其自身虽然所造成压力损失、高灰份会磨损催化剂、占地空间相对更大,但其优秀的脱硝效率以及良好的脱硝排放标准都使其成为当前燃煤电厂的主要脱硝应用系统。其系统组成主要如下图所示。

二、锅炉烟温对脱硝系统运行措施分析

锅炉烟气温度对脱硝系统运行效益有着直接影响,通常SCR本身反应最佳温度范围在上文已经提到,其在320--400℃之间,但部分特定装置会使设计温度范围变窄,在锅炉正常运行期间,其主要是按照相应省煤器温度进行对应设定。而锅炉符合低且吹会时间长时,相应锅炉排烟温度则会下降,造成机组负荷低于75%机组负荷,SCR入口烟温温度则低于最低设计温度300℃,整个SCR系统运行受阻。因此结合实际锅炉烟温做好针对性设置,是确保脱硝系统运行质量和运行效率能够完全达到预期标准的关键。

1、锅炉启动及停止烟温控制

(1)锅炉启动过程中度烟气温度做好全方位实时把控,注重SCR反应器进口烟气温度低于水露点温度(50~60℃)时间越快越好,明确其升温控制,如果烟气温度在七十摄氏度以下,确保其升温速率在5℃/min左右;如果其烟气温度在七十摄氏度至一百二十摄氏度之间,则将其烟气升温速率控制在10℃/min作用;如果在一百二十摄氏度以上,则将其烟气升温速率面控制在60℃/min。对SCR反应器进出口烟气进行实测,明确其达到320℃时开启喷氨系统,并使催化剂能够投入运行。

(2)在停炉时,注意在喷氨停止后对整个烟气系统做继续运行半小时至40分钟的设定,确保去催化剂残留氨能够完全反应,避免在此冷却期间产生铵盐,影响整个系统运行效益。与此同时对相应锅炉炉膛做全方位吹扫后启动脱硝蒸汽吹灰器来对相应催化剂表面灰尘,进行一定清除来防止催化剂暴露在烟气中,造成其活性降低的状况发生。在此期间也可根据实际具体情况采用引风机来对其进行快速冷却设置,以此保障整个脱硝系统运行实效性。

2、锅炉工作期间实时控制

(1)锅炉运行期间注重SCR进口烟温区间,明确其在315℃左右时,要避免其铵盐形成对锅炉负荷降至80%时结合省煤器出口烟温实时状态进行对应分析。通过停磨设定对其下层磨组进行停运设置,通常在四台磨组运行时按照B、C、E、D方式运行,在三台磨组运行时按照B、C、D方式运行。此期间对应省煤器出口烟温如果低于320℃,应及时进行氧量调整,氧量调整至5%左右;且对锅炉被燃烧稳定和主、再热器温正常基础上,对相应燃烧器摆角以及SOF风摆角进行上摆设置,上摆幅度控制在30%左右。

(2)对相关二次风配风做束腰形设定,结合实际对BC、DC、DE层进行20%关风,对SOF风做三层全开设定在确认锅炉内燃烧稳定基础上,适当提高相应运行磨组一次风速,最好设置在28—30m/s内,对磨出口风温做5--10℃降温,需要注意降温期间最低不能低过60℃;在对锅炉进行炉体吹灰期间,注重对其吹灰量的实时把控;对主气压做对应降低来提高整个省煤器出口烟温,提升脱硝运行效率。SCR反应器进出口温度在315℃左右运行时,对其运行时间节点做好合理把控,在此状态运行超出五小时后,根据省调涨负荷,做好温度提高作业[1]。

3、系统运行过程要点把控

(1)注重在脱硝系统运行期间相应氨气以及烟气中三氧化硫反应所生成铵盐状况;按照锅炉内烟气SO2浓度相SO3浓度转化率0.8%计算,结合催化剂分析喷氨烟气温度与烟气中SO2烟气浓度合理性。明确在烟气SO2浓度高于最低喷氨温度时会生成铵盐,因此针对此情况对SCR反应器入口烟温进行全面提高。周期性的做好吹灰器对催化剂表面吹扫工作,避免积灰导致催化剂孔道堵塞,影响整个脱硝系统运行质量的状况发生。

(2)对反应器入口温度如果达到400℃以上时,应加强对锅炉炉膛吹灰器吹灰设置,与此降低火焰中心,并使用下层磨组运行,如果温度达到420℃以上要在第一时间进行降低负荷设置,确保脱硝催化剂性能不会受损,使整个脱硝运行稳定性和实效性能够得到有效保障。

(3)针对系统运行过程中可能出现的意外事故,比如锅炉发生四管泄漏情况应第一时间对其泄漏严重性做好等级划分,对泄漏较轻微事故进行运行方式切换,做好汽门调节工作来降负荷运行,并申请停炉维护。对泄漏严重事故,做紧急停炉处理维护。针对此类泄漏事故设定合理预控方案,确保反应器进口烟气温度在合理区间内,做好运行期间对炉膛的实时监测工作,以此使脱硝系统运行质量能够充分得到体现。

结束语

综上所述,通过锅炉烟温对脱硝系统运行的措施分析,可以看出燃煤电厂进行脱硝系统设置期间,必须结合实际根据具体信息对整个烟气系统做全面分析把控,对各运行节点做好专业措施设置,是确保相应燃煤机组运行效益能够达到预期标准的前提条件。

参考文献:

[1]邢希东.大容量燃煤锅炉低氮燃烧与脱硝系统优化运行浅析[J].锅炉技术,2015,46(02):60-64.

论文作者:赵华艳

论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期

论文发表时间:2018/11/13

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