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《關(guān)于630mw機(jī)組SCR脫硝噴氨優(yōu)化調(diào)整的研究.doc》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、關(guān)于630MW機(jī)組SCR脫硝噴氨優(yōu)化調(diào)整的研究 【摘要】:今年來,隨著SCR脫硝裝置成為大型火電機(jī)組的必備設(shè)備,在使用過程一些問題逐漸顯現(xiàn)出來,其中之一就是噴氨不均帶來的氨逃逸率局部過高,引起空預(yù)器阻塞的問題,這個問題甚至在很多機(jī)組造成過機(jī)組被迫停運的嚴(yán)重后果。本文將就該問題的產(chǎn)生和如何解決展開研究,以獲得一個良好的解決方案保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。 【關(guān)鍵詞】:SCR脫硝噴氨氨逃逸空預(yù)器堵塞 1前言 隨著近年來環(huán)保部門不斷制定更高的排放標(biāo)準(zhǔn),脫硝系統(tǒng)已經(jīng)幾乎成為所有火電機(jī)組的標(biāo)配,另外由于催化劑工藝技術(shù)的不斷提高,SCR逐步成
2、為主流脫硝技術(shù)。在實際的使用過程中,很多問題也漸漸暴露出來,如氨氣不純帶來的管道腐蝕、吹灰效果差帶來的催化劑堵塞和損壞等等,都對設(shè)備甚至整個機(jī)組的穩(wěn)定運行帶來風(fēng)險,而本文所討論的噴氨不均的問題是其中風(fēng)險最大的,其帶來的不良后果,逐漸引起人們的重視。煙氣脫硝SCR裝置在設(shè)計階段通常會進(jìn)行CFD流暢模擬和物理模型試驗對煙道內(nèi)的流場進(jìn)行優(yōu)化以保證SCR入口截面的煙氣流速和NOx分布較為均勻。但往往由于現(xiàn)場空間限制或安裝等因素影響,加上調(diào)試階段對噴氨格柵的優(yōu)化調(diào)整重視不夠,實際運行過程中出現(xiàn)SCR出口截面NOx分布偏差大,部分區(qū)域氨逃逸超
3、過設(shè)計保證值(3μL/L)的現(xiàn)象。這會影響系統(tǒng)整體的脫硝效果,并會增加空預(yù)器的硫酸氫銨腐蝕和堵塞風(fēng)險,給系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運行帶來很大的危害。因此,十分有必要對SCR裝置進(jìn)行噴氨優(yōu)化調(diào)整,即通過調(diào)整SCR入口每根噴氨支管上的手動調(diào)閥改變不同位置的噴氨量,從而改善出口NOx和NH3分布的均勻性,在保證裝置脫硝效果的同時,減少裝置的運行成本,提高裝置的可用率。圖一SCR反應(yīng)器側(cè)視圖 某項目公司三期2×630MW機(jī)組超臨界機(jī)組于05、06年相繼投產(chǎn),2012年通過大修技改完成增設(shè)脫硝系統(tǒng)改造,該脫硝系統(tǒng)采用SCR技術(shù),反應(yīng)器內(nèi)按“2+1”
4、模式布置蜂窩式催化劑每層催化劑上方設(shè)6只聲波吹灰器以保持催化劑表面清潔。SCR裝置內(nèi)沿?zé)煔饬飨蛟跓煹啦煌恢迷O(shè)導(dǎo)流板、靜態(tài)混合器和整流器等裝置使進(jìn)入催化劑上方的煙氣流場均勻具體布置見圖1。來自公用系統(tǒng)的氨與稀釋風(fēng)混合后經(jīng)噴氨格柵(AIG)進(jìn)入SCR煙道氨噴射采用格柵式小噴嘴,在入口水平直段煙道截面上從頂部將9根支管伸入煙道,每根支管設(shè)手動蝶閥實現(xiàn)煙道截面上的氨噴射流量分區(qū)控制?! ?煙氣脫硝的氨逃逸問題 選擇性催化還原法脫硝(SCR)的原理是在催化劑作用下,還原劑NH3在290-400℃下有選擇的將NO和NO2還原成N2,而幾乎
5、不發(fā)生NH3與O2的氧化反應(yīng),從而提高了N2的選擇性,減少了NH3的消耗。其中主要反應(yīng)如下: 4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O 8NH3+6NO2=7N2+12H2O 4NH3+3O2=2N2+6H2O 4NH3+5O2=4NO+6H2O 2NH3可逆生成N2+3H2?! ∮捎诟鞣N原因,必然有部分氨氣未能參與反應(yīng),隨煙氣排放,形成氨逃逸。脫硝過程中同時也會發(fā)生一些不利的副反應(yīng),催化劑中的活性組五氧化二釩在催化降解NOx的過程中,也會對SO2的氧化起一定催化作用。SO2的活性組分V2O5含量、煙氣溫度的增加而上升,
6、要求控制在1%以下,其反應(yīng)如下: V2O5+SO2→V2O4+SO3; 2SO2+O2+V2O4→2VOSO4; 2VOSO4→V2O5+SO2+SO3?! ×硗?,鍋爐燃燒也會產(chǎn)生一部分SO3,逃逸氨和這些燃燒產(chǎn)生的以及在SCR脫硝裝置區(qū)域轉(zhuǎn)化生成的SO3發(fā)生反應(yīng),生成硫酸銨和硫酸氫銨,反應(yīng)如下: NH3+SO3+H2O→NH4HSO4; 2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4?! ×蛩徜@和硫酸氫銨的形成互相起一定的促進(jìn)作用,硫酸銨為干燥固體粉末,對空預(yù)器幾乎無影響,而硫酸氫銨是一種粘性很強的物質(zhì),當(dāng)其到達(dá)空預(yù)器冷
7、端時,由于溫度低于硫酸氫銨熔點,它會凝結(jié)在換熱元件上,同時煙氣中的粉塵也會附著在上面,蒸汽吹灰都很難將其清除。如果產(chǎn)生的硫酸氫銨量達(dá)到一定程度,就很容易導(dǎo)致空預(yù)器的堵塞,危及到機(jī)組的安全運行?! ?噴氨優(yōu)化方案和措施 某廠一臺630MW機(jī)組運行中發(fā)現(xiàn)空預(yù)器差壓偏大,在調(diào)停期間,對堵塞物進(jìn)行取樣分析,發(fā)現(xiàn)含有大量硫酸氫銨。對該時間段的負(fù)荷變化情況和氨逃逸率調(diào)取歷史記錄,未發(fā)現(xiàn)負(fù)荷波動大和氨逃逸率升高的狀況。而在進(jìn)一步的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),噴氨量有明顯增加的跡象。綜合分析之后,決定對該機(jī)組SCR反應(yīng)器做煙氣流場檢測和反應(yīng)器進(jìn)、出口NOx濃度
8、檢測,以此為噴氨均布優(yōu)化提供依據(jù)?! ⌒蛱柫鲌鼋孛嫫骄?m/s)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(%) 1A側(cè)SCR上層催化劑入口1.8227.07 2B側(cè)SCR上層催化劑入口1.6841.98 3A側(cè)SCR下層催化劑入口1.4010.04 4B側(cè)SCR下層