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脫硝系統(tǒng)噴氨優(yōu)化調(diào)整在火電機(jī)組中的應(yīng)用

針對脫硝系統(tǒng)投運(yùn)后出現(xiàn)的噴氨量不均、氨逃逸增加, 容易造成空預(yù)器堵塞的問題, 通過噴氨均勻性調(diào)整試驗(yàn), 結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析, 優(yōu)化脫硝系統(tǒng)噴氨量,  使系統(tǒng)用氨量有所下降, 空預(yù)器差壓也得到有了效控制, 從而確保機(jī)組長周期安全運(yùn)行。

0 引言

脫硝系統(tǒng)運(yùn)行中, 由于噴氨量不均, 會引起脫硝系統(tǒng)局部氨逃逸增加, 氨氣與煙氣中SO2反應(yīng)產(chǎn)生硫酸氫銨容易附著在空預(yù)器受熱面, 造成空預(yù)器堵塞,  從而使系統(tǒng)阻力增加, 引風(fēng)機(jī)出力受限, 影響機(jī)組帶負(fù)荷, 嚴(yán)重時(shí)還會引起引風(fēng)機(jī)搶風(fēng), 造成設(shè)備損壞事故。因此, 解決好脫硝系統(tǒng)氨逃逸問題,  是解決空預(yù)器堵塞的重點(diǎn)。

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢必成為供求的熱點(diǎn)，這對廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。

1 設(shè)備情況

山西臨汾熱電有限公司2×300 MW機(jī)組鍋爐為東方鍋爐股份有限公司制造,  型號為DG1060/17.4-Ⅱ4型。鍋爐為亞臨界參數(shù)、四角切圓燃燒方式、自然循環(huán)汽包鍋爐, 單爐膛∏型布置, 燃用煙煤, 一次中間再熱, 平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣,  全鋼架懸吊結(jié)構(gòu), 爐頂帶金屬防雨罩。選擇性催化還原技術(shù)SCR (ive catalytic reduction)  脫硝裝置是由山東三融科技有限公司生產(chǎn), 催化劑采用兩用一備模式。除塵器采用一電兩袋,  由福建龍凈電力環(huán)保設(shè)備廠提供;正壓氣力干式除灰系統(tǒng)由鎮(zhèn)江紐普蘭氣力輸送有限公司提供。鍋爐以最大連續(xù)負(fù)荷BMCR (boiler maximum  continuous rate) 為設(shè)計(jì)參數(shù), 鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為1060t/h;機(jī)組電負(fù)荷為300 MW (即額定工況) 時(shí), 鍋爐的額定蒸發(fā)量為1009  t/h。

1.1 脫硝系統(tǒng)運(yùn)行中存在的主要問題

目前2臺鍋爐噴氨量差別較大, 2號機(jī)組存在空預(yù)器B側(cè)運(yùn)行易堵塞、噴氨管道及噴口設(shè)計(jì)不合理、氨與煙氣混合不均勻等問題。

通過試驗(yàn)前數(shù)據(jù)分析, 鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定, 在SCR反應(yīng)器的入口煙道截面, 利用網(wǎng)格法進(jìn)行測試各點(diǎn)的流速, SCR入口煙道流場分布見表1。

由表1可以看出, SCR入口煙道A側(cè)靠近鍋爐中心線區(qū)域, 煙氣平均流速為13.3 m/s, 大于煙道外側(cè)區(qū)域煙氣平均流速11.7  m/s;SCR入口煙道B側(cè)靠近鍋爐中心線區(qū)域煙氣平均流速為13.8 m/s, 大于煙道外側(cè)區(qū)域煙氣平均流速11.2 m/s。因此,  SCR入口流場分布為:靠近鍋爐中心線區(qū)域煙氣流速大, 煙道外側(cè)區(qū)域煙氣流速小。

由表1可以看出, SCR入口煙道A側(cè)靠近鍋爐中心線區(qū)域煙氣平均流速為13.3 m/s, 大于煙道外側(cè)區(qū)域煙氣平均流速11.7  m/s;SCR入口煙道B側(cè)靠近鍋爐中心線區(qū)域煙氣平均流速為13.8 m/s, 大于煙道外側(cè)區(qū)域煙氣平均流速11.2 m/s。因此,  SCR入口流場分布為:靠近鍋爐中心線區(qū)域煙氣流速大, 煙道外側(cè)區(qū)域煙氣流速小。

表1 SCR入口煙道流場及脫硝裝置出口NOx及NH3逃逸濃度分布

1.2 噴氨量不均對下游設(shè)備的影響

由于噴氨量不均, 導(dǎo)致氨在脫硝反應(yīng)器存在局部反應(yīng)不良, 氨逃逸量增加, 使過量氨與煙氣中的硫化物反應(yīng), 生成硫酸氫銨, 沉積在下游設(shè)備上,  使煙道阻力增加, 影響機(jī)組帶負(fù)荷, 對設(shè)備安全運(yùn)行帶來較大影響。

SCR反應(yīng)器出口NOx分布均勻性較差的主要原因是煙道流場分布不均勻, 而噴氨格柵AIG (ammonia injection grid)  各閥門開度沒有一定的指導(dǎo)原則, 噴氨流量分布不能適應(yīng)煙氣量分布狀況。為了減少NOx濃度分布偏差, 避免局部氨逃逸超標(biāo),  須對AIG各閥門開度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

機(jī)組大修前, 空預(yù)器差壓嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值, 造成引風(fēng)機(jī)電流偏高, 影響機(jī)組帶負(fù)荷需要, 機(jī)組檢修過程中, 對空預(yù)器進(jìn)行了高壓水沖洗,  并對部分損壞換熱原件進(jìn)行更換后, 空預(yù)器差壓有了明顯下降, 但在運(yùn)行中氨逃逸造成空預(yù)器堵塞問題仍是影響機(jī)組長周期安全運(yùn)行的主要問題。

2 主要原因分析

在機(jī)組230MW工況下, 鍋爐蒸發(fā)量為700t/h左右工況下進(jìn)行優(yōu)化前的摸底試驗(yàn), 試驗(yàn)過程中, 在每臺反應(yīng)器進(jìn)出口同時(shí)測試了NOx濃度,  并在反應(yīng)器出口測試了NH3逃逸濃度, 初步評估脫硝裝置的效率和按氨噴射流量分配狀況。詳細(xì)測試結(jié)果見表4。