神福鴻電4號機(jī)組環(huán)保改造對鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)的影響

郭航

摘 要：針對神華福能發(fā)電有限責(zé)任公司4號機(jī)組環(huán)保改造后對風(fēng)煙系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況產(chǎn)生的影響，本文提出了通過及時掌握燃煤成分、嚴(yán)格控制運(yùn)行噴氨量，防止過量噴氨、燃盡風(fēng)調(diào)整、適當(dāng)增加空預(yù)器頻次等對應(yīng)防范措施，經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行對比發(fā)現(xiàn)，實(shí)施合理的運(yùn)行參數(shù)調(diào)整有效的減小了改造后對鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)阻力產(chǎn)生的影響，確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：脫硝改造；風(fēng)煙系統(tǒng)；排煙溫度；廠用電率

中圖分類號：TK229.63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0160-02

Abstract：The effect of No. 4 unit of environmental transformation on the actual operation of the flue gas system for Shenhua Funeng Power Generation Co.， Ltd. In this paper， the corresponding preventive measures are proposed.It ensures the efficient and economical operation of the unit.

Key words： Denitrification transformation；the flue gas system；Smoke temperature；The power consumption rate

隨著國家節(jié)能減排要求的日益嚴(yán)格，現(xiàn)燃煤鍋爐均安裝SCR脫硝系統(tǒng)。為滿足超低排放需要，神華福能發(fā)電有限責(zé)任公司4號機(jī)組對脫硝及脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后鍋爐煙氣系統(tǒng)阻力明顯增加，對鍋爐的正常運(yùn)行產(chǎn)生了一定的影響。

1 神福鴻電4號機(jī)SCR脫硝系統(tǒng)簡介

1.1 神福鴻電4號機(jī)SCR脫硝現(xiàn)場布置情況

神福鴻電3、4號機(jī)組鍋爐各配置2臺SCR脫硝反應(yīng)器，3、4號機(jī)組公用一套氨供應(yīng)系統(tǒng)。SCR反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器出口和空氣預(yù)熱器之間，在爐后消防通道的上方，不設(shè)旁路。在日常燃用煤種、鍋爐BMCR工況、處理100%煙氣量條件下脫硝總效率大于80%，要求SCR出口NH3逃逸率≤3ppm，SCR出口NOx含量≤50mg/Nm3。自4號爐C修脫硝系統(tǒng)改造后，SCR部分的催化劑層數(shù)由原2層增加到3層。

1.2 神福鴻電4號機(jī)脫硫系統(tǒng)現(xiàn)場布置情況

神福鴻電脫硫系統(tǒng)主要包括如下設(shè)備及設(shè)施：吸收塔本體、4臺漿液循環(huán)泵、2臺石膏漿液排出泵、4層吸收塔噴淋層、2臺氧化風(fēng)機(jī)、1套屋脊式兩級除霧器及其沖洗水系統(tǒng)、攪拌器、漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)等部件，還包括輔助的排空系統(tǒng)等。

在吸收塔內(nèi)煙氣自下而上與四層噴淋漿液逆流接觸，并發(fā)生反應(yīng)，煙氣中的SO2、SO3被吸收劑吸收與其反應(yīng)生成亞硫酸鈣，并與被氧化風(fēng)機(jī)鼓入吸收塔中的氧化空氣反應(yīng)而生成硫酸鈣，結(jié)晶生成石膏，脫硫后的煙氣經(jīng)過吸收塔頂部的兩級除霧器除去煙氣中攜帶的大部分液滴后，經(jīng)脫硫出口進(jìn)入煙囪排向大氣。

此次C修，脫硫塔對除霧器、湍流裝置由原簡單折角式改為旋匯耦合高效脫硫裝置，提高了煙氣在脫硫塔中阻力和滯留時間，改造后煙氣在脫硫塔內(nèi)阻力能夠在原基礎(chǔ)上提高1.1kpa。

2 SCR脫硝及脫硫塔內(nèi)部改造后對鍋爐運(yùn)行的影響

2.1 SCR脫硝及脫硫塔內(nèi)部改造后對鍋爐運(yùn)行的影響

脫硝系統(tǒng)SCR反應(yīng)器布置在省煤器出口和空預(yù)器入口之前的高灰區(qū)域，主要用于脫除煙氣中的NOX。經(jīng)過此次C修，神福鴻電脫硝系統(tǒng)反應(yīng)器中催化劑由原來2層布置改為3層布置，脫硝系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣阻力包括煙氣在煙道中的沿程阻力、局部阻力和催化劑本身的阻力，催化劑層數(shù)的增加，提高催化劑本身的阻力，造成整個煙道阻力增大。

2.2 4號機(jī)鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)C修改造后參數(shù)變化數(shù)據(jù)（如表1和表2所示）

2.3 風(fēng)煙系統(tǒng)改造后參數(shù)變化分析

煙道阻力的增加，在一定程度上也增加了送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)的電耗。引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)C修前后對比，轉(zhuǎn)速增加了近300rpm，影響了引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)的汽耗，鍋爐的散熱損失增加。另外，由于風(fēng)煙系統(tǒng)阻力增大，體積流量減小的雙重因素使引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)向不穩(wěn)定區(qū)域移動，在低負(fù)荷工況下，容易發(fā)生搶風(fēng)。

2.4 鍋爐煙氣阻力增大后對再熱器的影響

另外此次C修后，我們也發(fā)現(xiàn)在機(jī)組負(fù)荷變化中再熱汽溫難以控制和維持。這是因為再熱器處于鍋爐對流換熱區(qū)域，在對流換熱中，傳熱量和煙氣流速有直接的關(guān)系，所以煙道阻力過大造成煙氣流速減慢會降低對流過熱器和再熱器的吸熱量。造成排煙熱損失過大，從而令再熱汽溫難以控制和維持。

2.5 機(jī)組長周期運(yùn)行，對SCR反應(yīng)器催化劑的影響

機(jī)組長周期運(yùn)行中，飛灰顆?？赡艹练e堵塞催化劑表面的微孔，細(xì)小的飛灰顆粒甚至凝結(jié)成固體顆粒結(jié)垢堵死，對鍋爐安全運(yùn)行帶來影響。我廠SCR采用板式催化劑，C修后3層布置，共配置48臺聲波吹灰器，吹灰汽源使用壓縮空氣定期程控吹灰，每次單層4支吹灰器吹灰，定期循環(huán)。聲波吹灰器的正常投入，是保證SCR反應(yīng)器催化劑不堵塞的重要因素。

2.6 機(jī)組長周期運(yùn)行，對空預(yù)器壓差的影響

機(jī)組長周期運(yùn)行中，SCR脫硝運(yùn)行中必然發(fā)生部分氨逃逸。逃逸的氨在空預(yù)器中與SO3生成硫酸氫氨。

NH3+SO3+H2O=NH4HSO4；

由于硫酸氫氨物理性質(zhì)較粘，容易吸附煙氣中的灰塵，運(yùn)行久后，容易造成空預(yù)器堵塞，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)同類型機(jī)組空預(yù)器堵塞物的化學(xué)分析，堵塞物30%以上為硫酸氫氨，由于硫酸氫氨的露點(diǎn)為147℃，我廠空預(yù)器出口煙氣溫度一般在115℃左右。因而可能在空預(yù)器冷段產(chǎn)生硫酸氫氨沉積。鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過SCR反應(yīng)器和空預(yù)器熱段后，煙氣溫度降低，煙氣當(dāng)溫度降至185℃以下時，煙氣中攜帶的氣態(tài)硫酸氫氨在空預(yù)器冷段凝固結(jié)垢，從而導(dǎo)致空預(yù)器壓差增大，從而影響空預(yù)器的換熱效果。

3 防止風(fēng)煙系統(tǒng)壓差高的措施

（1）加強(qiáng)風(fēng)煙系統(tǒng)一次風(fēng)、二次風(fēng)及煙氣側(cè)壓差、各風(fēng)機(jī)風(fēng)量、電流、轉(zhuǎn)速、動靜葉開度監(jiān)視。

（2）嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行鍋爐吹灰及專業(yè)風(fēng)煙系統(tǒng)控制措施。

（3）加強(qiáng)鍋爐本體、煙氣余熱系統(tǒng)、SCR脫硝系統(tǒng)的吹灰運(yùn)行情況監(jiān)視，確保吹灰投入正常。

（4）掌握燃用煤種含硫量，若燃用高硫煤應(yīng)提前知會輔控監(jiān)盤人員，根據(jù)情況啟動漿液循環(huán)泵。

（5）根據(jù)機(jī)組實(shí)際負(fù)荷工況、燃用煤種適當(dāng)調(diào)整開大鍋爐燃盡風(fēng)風(fēng)門，令未燃盡氣體在燃盡風(fēng)區(qū)域充分燃燒，達(dá)到降低NOx排放的目的。

（6）加強(qiáng)與輔控專業(yè)溝通，盡量在引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)真自動之后，再啟動漿液循環(huán)泵。

（7）嚴(yán)格控制SCR運(yùn)行參數(shù)，在運(yùn)行中針對經(jīng)常的運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)勻試驗。以使入口煙氣流速、溫度和濃度均勻；同時調(diào)整噴氨格柵各個噴口，使NH3混合均勻，保證脫硝出口的NOx含量和NH3均勻，避免局部氨逃逸量超標(biāo)，正常運(yùn)行嚴(yán)格控制NOx指標(biāo)，避免A、B兩側(cè)NOx排放偏差，防止過量噴氨，最終確保氨逃逸率不大于3ppm。

（8）SCR脫硝催化劑壽命一般為5年左右，隨著脫硝裝置運(yùn)行，催化劑活性降低脫硝效率降低，氨逃逸率降低，應(yīng)及時進(jìn)行清洗。

（9）加強(qiáng)機(jī)組運(yùn)行期間CEMS維護(hù)工作，確保采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為運(yùn)行人員提供可靠調(diào)整依據(jù)。

4 結(jié)語

脫硫、脫硝系統(tǒng)改造對鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)阻力產(chǎn)生了較大的影響，實(shí)施合理的風(fēng)煙系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)調(diào)整，確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。通過進(jìn)一步風(fēng)煙系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗，減少運(yùn)行操作風(fēng)險，確保電網(wǎng)調(diào)度的負(fù)荷需要，為機(jī)組的長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

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