火电厂SNCR与SCR混合脱硝工艺的优化运行.docx

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1、火电厂SNCR与SCR混合脱硝工艺的优化运行1某厂脱硝工艺简介为了满足某厂扩建工程#1、#2机组节能环保要求,降低烟气中NOX物的排放浓度,某厂于2011年3月起开始对300MV机组施行脱硝装置建设改造。SNCR反应的基本原理:在800〜1250r范围内,尿素还原NOX的主要反应为:SCR装置脱硝反应原理一一烟气和氨与稀释水的混合物在经过SCF装置的蜂窝式催化剂层时,烟气中的NOx和NH3空气中O2发生化学反应,生成无污染的N2和H2O其反应方程为:此次改造是西北首例采用SCF与SNCR昆合工艺法脱硝作为脱硝工艺的电厂,但是采用混合工艺的缺点却在于:选择性非催化还原

2、脱硝工艺(SNCR要求大量的尿素喷入,对于集控运行的控制难度加大,具体体现在如果不能及时根据燃烧变化及时调整尿素喷入量,就会有过多的尿素溶液喷入,在烟道尾部遇到硫氧化物在一定的条件下就会形成硫酸氢氨晶体沉淀,堵塞尾部烟道,轻则使得烟气流通受阻,尾部烟道阻力增大,引风机效率下降;重则直接使得空预器结晶堵死,造成锅炉半边甚至完全停运。2从空预器堵塞现象谈脱硝系统运行面临的问题2.1空预器堵塞事故现象某厂1号机组,锅炉系统采用尾部烟道布置的三分仓空气预热器系统,2011年9月17日前后,空预器运行中发现运行中尾部烟道B侧空预器前后差压持续增大,包括一次风风道,二次风风道以

3、及烟气通道前后差压持续增大。1号炉被迫分别进行A、B侧的单边运行,对空预器进行冲洗,之后每间隔数月就会发生空预器差压不断增大接近临界值的情况,以某次堵塞前的统计数据为例,扣除负荷变化对于空预器前后差压的影响,仅仅取每天中午13:00机组负荷基本固定时图纸进行统计,可见空预器差压变化长期趋势如图2.1。由于最早空预器一次风压差测点量程只能达到2.0,因此最后三天实际测量值是超过2.0的,自此,引起了运行人员的高度重视,并向上汇报。同时发现A、B侧引风机出现喘振,A、B侧一次风机出现抢风现象,结合图一的空气预热器前后差压增大的现象,推断为空预器堵塞,遂停止B侧空预器尾部

4、烟道运行,1号路倒半边运行,对空预器进行清灰处理。在清理过程中,清理出质地坚硬物体如图2.2:经外送化验主要成分为飞灰和硫酸氢氨形成的混合物。2.2堵塞事故原因分析硫酸氢铵(NH3HSO4只有在低温下才能形成,并且形成需要有一个过程,经过论证在300C以下是最容易形成。据此推断,空预器中硫酸氢氨的形成大约在300E的SCR反应的催化剂后部,而在空预器前半部分形成结晶沉淀。造成了空预器的堵塞,而对于空预器的清洗过程证实了这一推断事故原因有三:1.1.1长期低负荷运行由于正值夏秋季,为满足调峰的要求,在夜晚用电低谷机组负荷往往减至150MW(50负荷),从而使得炉膛燃烧

5、不足,空预器前部温度不足,经查证在300度以下可以发生如下反应反应导致硫酸氢铵大量沉积,如图2.3,即为空预器前温度每隔4小时可看出当时的120小时连续变化统计图,可见在晚低谷时空预器进口温度较低,无法保证300C以上的安全温度,从而导致了产生硫酸氢铵反应的产生。1.1.2当时入炉煤质中硫分过大由于当时正值迎峰度夏任务中,电煤比较紧缺,而且入炉煤质普遍较差,同时表现在入炉煤硫分偏高,基于的反应,为尾部烟道产生了大量的SOX从而为硫酸氢氨的产生提供了可能。1.1.3运行人员经验不足,忽视调整,对氨逃逸没有防范意识由于当时的运行人员对于脱硝系统的运行缺乏经验,对于氨逃逸

6、率没有清晰的概念,同时更对硫酸氢铵的形成和危害没有防范意识,因此,常常忽视氨逃逸率这一重要脱硝运行参数,致使氨逃逸率超标,具体体现在当负荷降低时,氮氧化物的生成降低,所需尿素量减少,但是当时的运行人员并未有意识地及时调整尿素喷射量,如图2.4,可见在夜晚低负荷时氨逃逸往往超标。与此同时,在负荷降低时,空预器前温度降低至300r以下,正好促成产生硫酸氢铵的这一反应:2事后采取的优化运行措施及运行情况2.1采取的优化运行措施为保证脱硝系统的安全、稳定运行,并且给予以上对脱硝系统模型的讨论,特制定以下技术措施[5],并且随着脱销运行经验的不断积累,逐步完善。(1)机组运行

7、时,在DCS盘面严密监视空预器出入口空气与烟气侧差压,一旦出现增大趋势时,要空预器吹灰次数加倍,并做记录,保证乙炔吹灰系统处于良好备用状态。(2)对空预器吹灰系统进行改造,增加空预器高温高压蒸汽吹灰系统,利用锅炉来的高温高压蒸汽,物理上对空预器上积存的硫酸氢铵及其粘结的灰尘进行冲洗清扫,同时通过高温高压蒸汽对硫酸氢铵的化学裂解作用,将硫酸氢铵进行分解。(1)对锅炉空气动力场进行优化和调整,检测锅炉两侧烟道各运行情况,发现不一致的情况及时调整,保证锅炉两侧烟道烟气流量及各参数均匀,避免因为出现烟气偏斜造成两侧烟道脱硫运行工况不一致造成了单侧氨气逃逸率偏大堵塞空预器

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