脫硝系統噴氨優化調整在火電機組中的應用

針對脫硝系統投運后出現的噴氨量不均、氨逃逸增加, 容易造成空預器堵塞的問題, 通過噴氨均勻性調整試驗, 結合試驗數據進行分析, 優化脫硝系統噴氨量,  使系統用氨量有所下降, 空預器差壓也得到有了效控制, 從而確保機組長周期安全運行。

0 引言

脫硝系統運行中, 由于噴氨量不均, 會引起脫硝系統局部氨逃逸增加, 氨氣與煙氣中SO2反應產生硫酸氫銨容易附著在空預器受熱面, 造成空預器堵塞,  從而使系統阻力增加, 引風機出力受限, 影響機組帶負荷, 嚴重時還會引起引風機搶風, 造成設備損壞事故。因此, 解決好脫硝系統氨逃逸問題,  是解決空預器堵塞的重點。

pH做為基本的污水指標，勢必成為供求的熱點，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，必將為中國的環保事業帶來可觀的經濟效益。我們美國BroadleyJames生產的E-1312 pH電極經久耐用，質量可靠，測試準確，廣泛應用于各級環保污水監測以及污水處理過程。

1 設備情況

山西臨汾熱電有限公司2×300 MW機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、四角切圓燃燒方式、自然循環汽包鍋爐, 單爐膛∏型布置, 燃用煙煤, 一次中間再熱, 平衡通風、固態排渣,  全鋼架懸吊結構, 爐頂帶金屬防雨罩。選擇性催化還原技術SCR (ive catalytic reduction)  脫硝裝置是由山東三融科技有限公司生產, 催化劑采用兩用一備模式。除塵器采用一電兩袋,  由福建龍凈電力環保設備廠提供;正壓氣力干式除灰系統由鎮江紐普蘭氣力輸送有限公司提供。鍋爐以最大連續負荷BMCR (boiler maximum  continuous rate) 為設計參數, 鍋爐的最大連續蒸發量為1060t/h;機組電負荷為300 MW (即額定工況) 時, 鍋爐的額定蒸發量為1009  t/h。

1.1 脫硝系統運行中存在的主要問題

目前2臺鍋爐噴氨量差別較大, 2號機組存在空預器B側運行易堵塞、噴氨管道及噴口設計不合理、氨與煙氣混合不均勻等問題。

通過試驗前數據分析, 鍋爐負荷穩定, 在SCR反應器的入口煙道截面, 利用網格法進行測試各點的流速, 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側靠近鍋爐中心線區域, 煙氣平均流速為13.3 m/s, 大于煙道外側區域煙氣平均流速11.7  m/s;SCR入口煙道B側靠近鍋爐中心線區域煙氣平均流速為13.8 m/s, 大于煙道外側區域煙氣平均流速11.2 m/s。因此,  SCR入口流場分布為:靠近鍋爐中心線區域煙氣流速大, 煙道外側區域煙氣流速小。

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

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備的影響

由于噴氨量不均, 導致氨在脫硝反應器存在局部反應不良, 氨逃逸量增加, 使過量氨與煙氣中的硫化物反應, 生成硫酸氫銨, 沉積在下游設備上,  使煙道阻力增加, 影響機組帶負荷, 對設備安全運行帶來較大影響。

SCR反應器出口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原則, 噴氨流量分布不能適應煙氣量分布狀況。為了減少NOx濃度分布偏差, 避免局部氨逃逸超標,  須對AIG各閥門開度進行優化調整。

機組大修前, 空預器差壓嚴重偏離設計值, 造成引風機電流偏高, 影響機組帶負荷需要, 機組檢修過程中, 對空預器進行了高壓水沖洗,  并對部分損壞換熱原件進行更換后, 空預器差壓有了明顯下降, 但在運行中氨逃逸造成空預器堵塞問題仍是影響機組長周期安全運行的主要問題。

2 主要原因分析

在機組230MW工況下, 鍋爐蒸發量為700t/h左右工況下進行優化前的摸底試驗, 試驗過程中, 在每臺反應器進出口同時測試了NOx濃度,  并在反應器出口測試了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。詳細測試結果見表4。