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【案例】锅炉脱硝改造存在的的问题及解决方法

时间:2019-10-08 11:12

来源:《区域供热》

3)在阻力快速增加时,定期提高烟温到170℃,确保换热器壁温≥100℃,时间维持6h,使得生成的硫酸氢铵自然分解;

4)加强吹灰,改为蒸汽吹灰;

5)提高低温省煤器的水侧进水温度,降低烟气湿饱和度,减缓氯化铵的吸湿板结;

6)进行离线清洗:离线低压水大流量冲洗,冲洗水加碱,冲洗水温采用60℃~70℃高温水,以提高溶解度;

7)设置低温省煤器烟气旁路。在低温省煤器阻力增加失控时,为确保主机维持运行,增设烟气旁路。

旁路烟道截面,按照总烟道截面的15%考虑,在大压差下,其通流量可达总烟气量的30%以上。由于旁路分流,流经低温省煤器的烟量降为70%,阻力降为50%,从而临时缓解其阻力增加问题。

2.2飞灰含碳量升高及改善措施

低氮燃烧器改造后,由于主燃烧区过量空气系数降低,使得主燃烧区燃尽率降低,而燃尽区距离屏底距离较近,燃尽区的燃尽率不足以弥补主燃烧区燃尽率的减少,从而引起飞回针对低氮燃烧器的飞回含碳量升高的情况,一般可以采取以下措施治理:

1)将煤粉细度调低,提高煤粉均匀性指数

煤粉细度越细,燃尽时间越短,燃尽率越高,飞灰含碳量越低;在煤粉细度相同的情况下,煤粉均匀性指数越高,粗颗粒越少,飞灰含碳量越低。不同煤种低氮改造前后煤粉细度的控制策略如表1所示。

2)不同煤种的低氮燃烧器出口NOX的最佳控制范围

由于低氮燃烧器控制的出口NOX控制和飞灰含碳量控制,是相互矛盾的,因此必须互相兼顾,一般不同煤种建议不同的出口NOX控制范围。表2给出的是在兼顾飞灰含碳量的情况下建议的燃烧器出口NOx控制范围。

3)不同煤种飞灰含碳量和炉渣含碳量的升高情况

低氮燃烧器改造后,同一煤质相同工况下燃烧后的飞灰含碳量会较改造前有所升高,且飞灰含碳量本身也受煤质的挥发分含碳量升高。

(Vdaf)含量高低影响。表3给出了煤质挥发分对飞灰含碳量和机械不完全燃烧热损失(q4)的一般影响范围。

我们购进的煤质大概情况是:挥发分Vdaf=30%~35%,灰分Aar=33.5%~37.5%;按照以上原则,确定低氮燃烧器的合理取值范围及建议为:

(1)煤粉细度R90≤18~19;

(2)低氮燃烧器出口NOx控制范围300mg/Nm3~350mg/Nm3;

(3)由此产生的飞灰含碳量升高1%~1.5%;

(4)改造并调整粗粉分离器,提高煤粉均匀性指数,减少粗颗粒煤粉含量。

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由图1可以看出,经过优化调整,飞灰含碳量得到有效控制。低氮燃烧器改造前飞灰含碳量平均值2.49%,改造后飞灰含碳量平均值4.13%;优化调整后飞灰含碳量平均值3.12%,较改造前飞灰含碳量平均值升高0.63%。比对表3,改造优化后飞灰含碳量控制在较合理的范围内。

2.3SNCR脱硝运行情况

2.3.1温度场改变,反应窗口后移

低氮燃烧器改造后,通常会导致炉膛出口排烟温度上升,具体表现在过热器容易超温、喷水减温水量增大等现象。应重新校对锅炉温度场,在满足尿素热解的合适位置增加喷枪,以提高该温度区域尿素平面充满度和炉膛穿透深度,减轻烟气中氨浓度偏斜偏流情况。

具体方案为:在锅炉标高26140mm处的前墙增开5个孔,布置5个110°扇形喷枪。根据原SNCR喷枪厂家提供的资料、喷枪(流量范围为60L/h~250L/h)模拟的速度场与温度场,新增5个喷枪与下层喷枪并联布置。新增喷枪投运后,SNCR总的喷氨量应保持不变,并严格控制新增5个喷枪的压缩空气压力和尿素溶液压力,压缩空气压力不应超过0.3MPa,尿素溶液压力不应超过0.35MPa~0.45MPa,喷枪流量不应超过250L/h,防止喷射距离过长导致屏式过热器腐蚀。

在运行调试中,逐步调整5个新增喷枪的流量,新增每个喷枪流量从120L/h开始调整,并同步减少原6个喷枪的流量,以总喷尿素溶液量保持不变为原则。在新增5个喷枪投运后,如果NOX浓度下降,可逐步增加5个喷枪的流量,继续减少原6个喷枪的流量。在调整过程中,压缩空气压力不应超过0.3MPa,尿素溶液压力不应超过0.35MPa~0.45MPa,喷枪流量不应超过250L/h。

在保持稀释水量不变的情况下,减少原喷枪喷尿素溶液量,采用低浓度喷氨,提高氨在烟气中分散度.

2.3.2SCR的效率较低

导致SCR脱硝效率降低的原因如下:

1)低氮燃烧器投运后,炉膛断面烟气温度场发生较大变化,炉膛断面NOX浓度分布有较大差异。而尿素喷枪设计按照均布方式设计,使得局部区域氨过量,其它区域氨欠量。这种不均匀性一直延伸到SCR反应区,最终导致脱硝效率较低。

解决方法:优化流场,增加蒸汽扰动器或气流均布器,根据NOX分布合理调整各个喷嘴的尿素溶液供给量。

由于仅依靠墙式喷枪,很难达到还原剂与烟气中的NOX均匀混合,因此在水平烟道出口的右侧布置4个蒸汽扰动孔,通过高速喷入的蒸汽对烟气进行扰动,或采用喷氨格栅,提高喷氨均匀性,促进烟气中NH3和NOX的混合。在锅炉水平烟道到垂直烟道段的转折室,增设蒸汽扰动装置,以提高烟气流畅的均匀性;根据NOX浓度断面分布特性,合理调整各个喷枪的流量,以达到较小尿素耗量条件下较高的SNCR和SCR脱硝效率。

2)催化剂性能下降。

解决方法:更换催化剂。在采取其他措施后,如果氨耗量仍然高于理论氨耗量,或脱硝指标达不到设计值,需采取更换催化剂的措施,以增加催化剂活性,并适当增加催化剂体积,提高SCR段的脱硝效率。

编辑:王媛媛

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