燃煤電廠SCR煙氣脫硝技術(shù)改造后空氣預(yù)熱器堵塞問題處理

魏學(xué)靜，安世輝，劉 巍

(河北華電石家莊裕華熱電有限公司， 石家莊 050051)

燃煤電廠SCR煙氣脫硝技術(shù)改造后空氣預(yù)熱器堵塞問題處理

魏學(xué)靜，安世輝，劉 巍

(河北華電石家莊裕華熱電有限公司， 石家莊 050051)

針對燃煤電廠SCR煙氣脫硝技術(shù)改造后空氣預(yù)熱器堵塞的問題，提出減少噴氨量和空氣預(yù)熱器吹灰等措施，并分析在線高壓水沖洗、高負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行、冷端連續(xù)吹灰的處理效果處理，認(rèn)為高壓水沖洗、冷端連續(xù)吹灰可有效降低空氣預(yù)熱器堵塞問題。

燃煤電廠；SCR煙氣脫硝技術(shù)；空氣預(yù)熱器；堵塞

河北華電石家莊裕華熱電有限公司(簡稱“裕華熱電”)為2臺300 MW燃煤鍋爐機(jī)組，此煙氣脫硝裝置配置在2臺蒸發(fā)量為1 025 t/h亞臨界燃煤鍋爐。裕華熱電分別于2013年和2014年對2臺鍋爐進(jìn)行了技術(shù)改造，技術(shù)改造分為兩部分，一是對爐內(nèi)燃燒器改造為低氮燃燒器；二是加裝爐后脫硝反應(yīng)裝置，裕華熱電爐后脫硝采用選擇性催化還原法(SCR)，脫硝裝置采用純氨作為還原劑，由液氨供應(yīng)系統(tǒng)供應(yīng)。 改造后，煙氣排放已經(jīng)達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，但是空預(yù)器堵塞問題較為嚴(yán)重，通過運(yùn)行中不斷摸索，裕華熱電總結(jié)出了針對于空預(yù)器堵塞問題的相關(guān)解決方法。

1 脫硝改造后空氣預(yù)熱器的堵塞概況

裕華熱電鍋爐尾部配有2臺三分倉容克式空氣預(yù)熱器(簡稱“空預(yù)器”)，型號為2-29VI(T)-2305(2440)SMR。為配合鍋爐的SCR改造，結(jié)合鍋爐擴(kuò)大性小修對鍋爐2臺空預(yù)器進(jìn)行改造，以適應(yīng)SCR系統(tǒng)運(yùn)行后對空預(yù)器的要求。

改造初期，空預(yù)器運(yùn)行良好。但是在冬季低負(fù)荷時(shí)，逐步出現(xiàn)了空預(yù)器堵塞現(xiàn)象。首先表現(xiàn)為鍋爐A/B兩側(cè)排煙溫度偏差逐步增大，堵塞嚴(yán)重時(shí)兩側(cè)排煙溫度偏差高達(dá)30 ℃。嚴(yán)重時(shí)影響過熱器兩側(cè)蒸汽溫度出現(xiàn)偏差?？疹A(yù)器一二次風(fēng)側(cè)前后差壓變大。一次風(fēng)側(cè)差壓由0.6 kPa逐步增大，最大達(dá)到2.9 kPa。煙氣側(cè)差壓達(dá)到表量程最大值2.5 kPa。

運(yùn)行穩(wěn)定性方面，由于空預(yù)器堵塞，造成引風(fēng)機(jī)出力擺動，嚴(yán)重時(shí)爐膛負(fù)壓擺動值達(dá)到0.6 kPa。引風(fēng)機(jī)電流出現(xiàn)上下60 A的擺動，風(fēng)機(jī)搶風(fēng)，喘振現(xiàn)象明顯，由于負(fù)壓擺動頻繁投入，造成了鍋爐小油槍燃油的浪費(fèi)及鍋爐不穩(wěn)定運(yùn)行工況的出現(xiàn)。

2 運(yùn)行中減輕空預(yù)器堵塞的方法

2.1 減少噴氨量

根據(jù)設(shè)計(jì)，鍋爐在ECR工況及煙氣中NOx含量為550 mg/m3時(shí)，保證單臺機(jī)組的液氨耗量225 kg/h。但是受鍋爐負(fù)荷、燃煤參數(shù)的影響，SCR入口氮氧化物并不穩(wěn)定，尤其在鍋爐負(fù)荷大幅度變化或者燃煤品質(zhì)的變化，造成氮氧化物的波動。需要配合燃燒的調(diào)整控制SCR入口NOx的含量從而達(dá)到降低噴氨量的目的。具體方法如下：

a.降低鍋爐過量空氣系數(shù)。在合理的氧量控制范圍，保持較低氧量運(yùn)行。例如在鍋爐900 t/h主汽流量時(shí)，鍋爐氧量從3.9%降到3.2%，SCR入口NOx由660 mg/m3降至590 mg/m3。根據(jù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)及調(diào)整經(jīng)驗(yàn)。

b.降低燃燒中心。適當(dāng)降低燃燒中心能降低鍋爐出口煙氣中NOx含量。例如鍋爐主汽流量850 t/h時(shí)，如果投六層粉，鍋爐出口NOx控制在650 mg/m3左右，而如果運(yùn)行五層粉，鍋爐出口NOx能控制在490～520 mg/m3。

c.制粉系統(tǒng)運(yùn)行的影響。在一定的鍋爐負(fù)荷下， 制粉系統(tǒng)運(yùn)行臺數(shù)直接影響鍋爐出口NOx的排放。例如裕華機(jī)組1號鍋爐主蒸汽流量在850 t/h時(shí)，由3套制粉系統(tǒng)減少為兩套制粉系統(tǒng)運(yùn)行運(yùn)行，鍋爐出口NOx可由600～650 mg/m3降至520～570 mg/m3。而2號鍋爐出口NOx可由590～550 mg/m3降至490～520 mg/m3，所以合理的調(diào)配鍋爐制粉系統(tǒng)的運(yùn)行方式可以有效控制噴氨量。另外還可以通過調(diào)整制粉系統(tǒng)的通風(fēng)量來控制三次風(fēng)量，達(dá)到控制鍋爐出口NOx含量。例如調(diào)整1號鍋爐1C制粉系統(tǒng)，排粉機(jī)入口擋板由100%關(guān)至52%，再循環(huán)風(fēng)門由25%開至40%，制粉系統(tǒng)出力47 t/h不變的情況下，鍋爐出口NOx可降低100 mg/m3左右。

d.降低一次風(fēng)壓。一次風(fēng)壓能滿足送粉要求即可，降低一次風(fēng)壓可保證鍋爐主燃燒區(qū)煤粉的濃度，提高主燃燒區(qū)產(chǎn)生的NOx被還原的比例。

e.控制煤粉細(xì)度。合理的煤粉細(xì)度能保證煤粉在主燃燒區(qū)的燃燒，防止未燃燒完全的煤粉進(jìn)入還原區(qū)及燃盡區(qū)燃燒，造成鍋爐出口NOx含量增大。

2.2 空預(yù)器吹灰

空預(yù)器運(yùn)行中定期執(zhí)行吹灰制度，在空預(yù)器差壓增大時(shí)可適當(dāng)加強(qiáng)吹灰次數(shù)?？疹A(yù)器吹灰時(shí)應(yīng)充分疏水，疏水溫度達(dá)到150 ℃時(shí)再進(jìn)行吹灰操作。

3 空預(yù)器堵塞后處理效果分析

裕華熱電進(jìn)行SCR煙氣脫硝技術(shù)改造后，由于運(yùn)行中各種因素影響，1號爐空預(yù)器A側(cè)曾經(jīng)嚴(yán)重堵塞，一次風(fēng)機(jī)側(cè)壓差最大達(dá)到2.9 kPa，(正常運(yùn)行時(shí)0.8 kPa)，由于空預(yù)器堵塞，造成引風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí)搶風(fēng)嚴(yán)重，引風(fēng)機(jī)電流擺動達(dá)到60 A，爐膛負(fù)壓擺動最大能達(dá)到600 Pa，嚴(yán)重的影響了鍋爐燃燒的穩(wěn)定。由于爐膛負(fù)壓擺動造成鍋爐小油槍頻繁自動投入，造成燃油量大幅增加。為了解決這一難題，裕華熱電公司先后采用了在線高壓水沖洗、鍋爐高負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行、空預(yù)器冷端連續(xù)吹灰、提高排煙溫度，調(diào)整AB側(cè)送風(fēng)量等措施，緩解了空預(yù)器的堵塞問題。

空預(yù)器在線高壓水沖洗的時(shí)間為2015年8月26日-8月29日和2015年9月9日-9月14日兩次，由于第一次沖洗過程中每天沖洗時(shí)間較長，選取這一次的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對發(fā)現(xiàn)，在鍋爐負(fù)荷率相同情況下，沖洗前后空預(yù)器一二次風(fēng)側(cè)差壓無明顯變化，最高降低0.1 kPa后又恢復(fù)原始值。通過分析可以看出，高壓水沖洗前后，空預(yù)器差壓無明顯降低趨勢，同時(shí)空預(yù)器水沖洗受負(fù)荷和排煙溫度限置較大，每日可沖洗時(shí)間較短，所以空預(yù)器在線高壓水沖洗的方法對緩解空預(yù)器堵塞問題無明顯效果。高壓水沖洗應(yīng)該保證足夠高的負(fù)荷率和充足的沖洗時(shí)間才有可能取得相對滿意的效果。

采集2015年11月15日-11月23日的數(shù)據(jù)和供熱期前15 d數(shù)據(jù)，通過對機(jī)組負(fù)荷率、鍋爐蒸發(fā)量、排煙溫度、噴氨量、噴氨單耗、爐膛出口NOx和煤質(zhì)等數(shù)據(jù)進(jìn)行對比形成表1和表2。

表1 10.25-11.14供熱前機(jī)組數(shù)據(jù)

指標(biāo)最大值最小值平均值蒸發(fā)量/(t·h-1)1010.08571.57812.40A側(cè)排煙溫度/℃152.73108.96137.02A側(cè)噴氨量/(kg·h-1)206.366.2387.26A側(cè)噴氨單耗/(kg·t-1)0.2780.0080.118出口NOx/(mg·m-3)1114.07383.34664.85硫分/%1.431.191.265揮發(fā)份/%17.916.617.25

由表1、表2的對比可以看出，進(jìn)入供熱期后，機(jī)組蒸發(fā)量明顯高于供熱期前，雖然環(huán)境溫度下降，但由于暖風(fēng)器的投入和機(jī)組蒸發(fā)量的升高，使得排煙溫度有顯著提高，入爐煤揮發(fā)份均值降低了0.564%，但鍋爐連續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行使得鍋爐出口NOx最大值時(shí)降低了214.71 mg/m3，噴氨單耗下降0.054 kg/t，空預(yù)器堵塞情況略有好轉(zhuǎn)，空氣側(cè)差壓約降低了0.2 kPa。

表2 11.20-11.23供熱期間機(jī)組數(shù)據(jù)

指標(biāo)最大值最小值平均值蒸發(fā)量/(t·h-1)1003.13701.88907.77A側(cè)排煙溫度/℃150.94132.69145.10A側(cè)噴氨量/(kg·h-1)206.3537.8396.46A側(cè)噴氨單耗/(kg·t-1)0.2240.0410.105出口NOx/(mg·m-3)899.36462.73649.82硫分/%1.3231.1131.241揮發(fā)份/%17.31316.02716.691

空預(yù)器冷端連續(xù)吹灰時(shí)間：第一次為2015年11月23日-25日，A側(cè)空預(yù)器冷端連續(xù)吹灰72 h，第二次為12月4日-6日，B側(cè)空預(yù)器冷端連續(xù)吹灰72 h，分別采集2次吹灰前、吹灰中和吹灰后的空預(yù)器差壓形成表3和表4。

表3 A側(cè)空預(yù)器連續(xù)吹灰差壓 kPa

差壓未吹灰吹灰中吹灰后一次風(fēng)差壓最大值3.512.972.49最小值1.511.291.20平均值2.462.041.85二次風(fēng)差壓最大值3.012.562.10最小值1.010.940.70平均值2.121.681.49

表4 B側(cè)空預(yù)器連續(xù)吹灰差壓 kPa

差壓未吹灰吹灰中吹灰后一次風(fēng)差壓最大值2.262.121.83最小值1.281.090.93平均值1.811.501.39二次風(fēng)差壓最大值2.041.851.70最小值1.180.750.89平均值1.561.231.25

由表3、表4對比可以看出，經(jīng)過空預(yù)器冷端連續(xù)吹灰，A、B側(cè)空預(yù)器差壓最大值，最小值和平均值均有降低，其中A側(cè)空預(yù)器煙氣側(cè)差壓平均值降低約0.63 kPa，B側(cè)空預(yù)器煙氣側(cè)差壓平均值降低約0.31 kPa，效果顯著。

采集2015年11月8日0:00-2:40和11月13日9:00-21:00 2個(gè)時(shí)段的數(shù)據(jù)，2個(gè)時(shí)段機(jī)組蒸發(fā)量相同，都是800 t/h,通過對機(jī)組排煙溫度和空預(yù)器壓差的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，提高排煙溫度到140 ℃以上可以有效抑制硫酸氫銨的發(fā)生，A/B側(cè)一次風(fēng)空預(yù)器差壓降低了0.2～0.3 kPa，效果明顯。但近2個(gè)月暖風(fēng)器的缺陷頻繁發(fā)生，需多次解列暖風(fēng)器，建議今后運(yùn)行和檢修人員重點(diǎn)檢查暖風(fēng)器及相關(guān)設(shè)備。

在相同的鍋爐蒸發(fā)量前提下，調(diào)整A/B側(cè)送風(fēng)機(jī)出力，使兩側(cè)送風(fēng)機(jī)出力相差10 A，對A/B側(cè)一二次風(fēng)空預(yù)器差壓影響不大。通過總結(jié)數(shù)據(jù)可以看出，在相同的鍋爐蒸發(fā)量前提下，調(diào)整A、B側(cè)送風(fēng)機(jī)出力，對緩解空預(yù)器差壓無明顯作用。

4 結(jié)束語

嚴(yán)格控制入爐煤的指標(biāo)：干燥無灰基揮發(fā)份17%～20%，硫份<1.4%。排煙溫度的控制：排煙溫度控制在140～145 ℃，運(yùn)行人員將暖風(fēng)器及輔助設(shè)備的檢查列為重點(diǎn)檢查內(nèi)容，檢修人員定期維護(hù)，確保其可靠。空預(yù)器煙氣側(cè)壓差1.5 ～2.5 kPa時(shí)，排煙溫度控制在140～145 ℃，空預(yù)器吹灰方式為每班熱端吹灰2次，冷端吹灰4次?？疹A(yù)器煙氣側(cè)壓差>2.5 kPa時(shí)， 提高機(jī)組蒸發(fā)量到800 t/h以上，排煙溫度控制在140～145 ℃，空預(yù)器冷端連續(xù)吹灰72 h，效果不明顯可以冷端連續(xù)吹灰168 h，或者采用機(jī)組蒸發(fā)量800 t/h以上，空預(yù)器在線高壓水沖洗。但空預(yù)器冷端連續(xù)吹灰容易導(dǎo)致空預(yù)器冷端蓄熱元件吹損，檢修時(shí)會面臨大量更換蓄熱元件，增大檢修成本，不建議經(jīng)常進(jìn)行此項(xiàng)操作。解決噴氨不均問題才是解決空預(yù)器堵塞的根本辦法。

本文責(zé)任編輯：丁 力

Treatment Measures of Coal Fired Power Plant Air PreheaterBlocking After SCR Flue Gas Denitrification Technology

Wei Xuejing,An Shihui,Liu Wei

(Hebei Huadian Shijiazhuang Yuhua Heating Group,Shijiazhuang 050051,China)

This paper mainly introduces the SCR flue gas denitrification technology in coal-fired power plant after the operation of the air preheater in the operation of the blockage problem,and puts forward a feasible solution,considers that the high voltage online watering and cold-point soot blowing can solve blocking through analysis.

coal fired power plant;SCR flue gas denitrification technology;air preheater;block

2016-06-28

魏學(xué)靜(1988-)，女，助理工程師，主要從事火電廠燃燒調(diào)整工作。

X773

B

1001-9898(2016)06-0039-03