火電廠煙氣脫硝裝置對(duì)鍋爐運(yùn)行影響的分析

馮丙龍

摘 要：國(guó)家的環(huán)保政策以及排放的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，因此在火電廠之中大規(guī)模的安裝SCR脫銷裝置非常的重要?；痣姀S煙氣脫銷的裝置對(duì)于鍋爐運(yùn)行有著非常大的影響，如何將其影響降低非常的重要?；诖耍疚膰@火電廠煙氣脫銷裝置對(duì)于鍋爐運(yùn)行造成的影響做出了詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：火電廠 鍋爐運(yùn)行 煙氣脫銷

引言

火電廠SCR煙氣脫硝裝置用于脫除煙氣中氮氧化物（NOx）。該類技術(shù)通過(guò)將氨（NH3）作為還原劑噴入煙氣中，使還原劑與煙氣中的NOx發(fā)生還原反應(yīng)，生成無(wú)害的氮?dú)猓∟2）和水（H2O），從而達(dá)到脫除氮氧化物的目的。SCR脫硝裝置脫硝效率可達(dá)90%以上，能滿足嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。若鍋爐設(shè)計(jì)煤種燃燒后產(chǎn)生的煙氣中NOx含量較高，SCR煙氣脫硝裝置可保證煙氣脫硝效率，大大降低煙氣NOx排放量。但SCR脫硝裝置對(duì)鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將產(chǎn)生較大的影響

一、SCR脫硝裝置對(duì)于鍋爐造成的影響

1、造成煙道系統(tǒng)阻力增加

脫硝系統(tǒng)SCR反應(yīng)器是布置在省煤器出口以及空預(yù)器入口之前的高灰塵區(qū)域之中，因此就會(huì)致使整個(gè)煙道的阻力變大。SCR脫銷裝置所產(chǎn)生的煙氣阻力主要包含了這幾種：煙氣在煙道之中所產(chǎn)生出的沿程阻力、局部阻力、以及催化劑本身就所包含的阻力。催化劑在反應(yīng)器之中一般來(lái)說(shuō)是采用的分布層裝置，大多是2+1層。對(duì)于反應(yīng)器之中典型的設(shè)計(jì)煙氣流速以及標(biāo)準(zhǔn)尺寸的催化劑模建，每一層的催化劑煙氣阻力大多數(shù)都是200pa。

在布置了SCR脫銷裝置以后，會(huì)使尾部的煙道增加，這會(huì)導(dǎo)致鍋爐的散熱損失更加的嚴(yán)重，空預(yù)器入口的煙氣溫度也會(huì)降低大概5攝氏度左右，從而致使一兩次風(fēng)溫降低，空預(yù)器的冷端煙氣溫度也會(huì)降低。

2、SCR反應(yīng)器催化劑堵塞

催化劑堵塞主要指的是粉塵或者化合物覆蓋在了催化劑的表面，只是活性成分覆蓋或者發(fā)生毛孔堵塞情況發(fā)生。這種現(xiàn)象會(huì)直接的阻隔到反應(yīng)物和催化劑進(jìn)行接觸，從而導(dǎo)致催化劑的活性降低，主要表現(xiàn)在于飛灰顆粒沉積并且堵塞。[1]

飛灰顆粒沉積堵塞在了催化劑的表面之中，會(huì)導(dǎo)致微孔為細(xì)小的顆?；蛘呙?xì)管作用進(jìn)行結(jié)成污垢，從而堵死。這會(huì)對(duì)于鍋爐的安全運(yùn)行帶來(lái) 非常大的安全隱患。

二、煙氣脫硝裝置對(duì)于鍋爐鋼結(jié)構(gòu)造成的影響和對(duì)策

在鍋爐后加裝了SCR脫銷系統(tǒng)之后，將會(huì)直接的改變掉原來(lái)煙氣的流向，因此需要將原省煤器和空預(yù)器之間的煙道進(jìn)行拆除，煙氣從原有的省煤器出口引入到了SCR的反應(yīng)器之中，然后再?gòu)腟CR反應(yīng)器的出口連接入空預(yù)器中。新建的煙道是從省煤器的出口接觸以后再朝著爐后方穿出到鍋爐的鋼架上，接著垂直向上，和SCR反應(yīng)器進(jìn)口的煙道相接。煙氣是從上到下，然后經(jīng)過(guò)SCR反應(yīng)器之后進(jìn)入到空預(yù)器中。從SCR反應(yīng)器出口煙道將會(huì)重新的朝著鍋爐方向進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，最后和空預(yù)器的進(jìn)口進(jìn)行直接連接。因此，整體來(lái)說(shuō)裝入煙氣脫銷系統(tǒng)以后，會(huì)直接的對(duì)于鍋爐的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，這種影響主要是表現(xiàn)這兩方面上，一下做出了具體的分析。[2]

（1）鍋爐的鋼架斜撐

在一些情況之下，尤其是老機(jī)組之中沒(méi)有預(yù)留出脫銷的建設(shè)條件。因此鍋爐的尾部鋼架脫銷的煙道進(jìn)出口的地方?jīng)]有設(shè)置斜撐，促使SCR進(jìn)出煙道不能夠進(jìn)行，為了能夠避讓出煙道，原斜撐就必須要對(duì)其進(jìn)行重新的修改以及不知，這樣的做法會(huì)導(dǎo)致鍋爐鋼架結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變化，因此必須要重新對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。

（2）SCR反應(yīng)器新增鋼架

在一般情況之下，SCR反應(yīng)器會(huì)直接的放置在于鍋爐后部的送風(fēng)機(jī)房的上部位，因此需要從送風(fēng)機(jī)的上部重新增加新鋼架來(lái)支撐SCR反應(yīng)器。因?yàn)殄仩t尾部結(jié)構(gòu)會(huì)有著很大的不同，因此用來(lái)支撐SCR反應(yīng)器的鋼架可能會(huì)與鍋爐鋼架互相連接，或者和空預(yù)器支撐的鋼架進(jìn)行連接等等。在不同的情況之下，用來(lái)支撐SCR反應(yīng)器的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要考慮到鍋爐或者是其他設(shè)備鋼架的影響，如果在必要時(shí)會(huì)出現(xiàn)相連，就應(yīng)該重新的計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)。在有條件的情況之下，對(duì)于SCR反應(yīng)器新增鋼架設(shè)計(jì)成為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)體系是最為好的方案。

三、對(duì)于空預(yù)器所造成的影響以及對(duì)策

SCR脫銷系統(tǒng)實(shí)在空預(yù)器之前的位置，煙氣在流入經(jīng)過(guò)SCR反應(yīng)器以后，是從其進(jìn)口直接的進(jìn)入到空預(yù)器煙氣測(cè)換熱。由于脫銷反應(yīng)器以及煙道屬于新增的項(xiàng)目，加上脫銷系統(tǒng)屬于負(fù)壓的運(yùn)行，在加裝了SCR脫銷系統(tǒng)之后，引風(fēng)機(jī)的阻力會(huì)明顯的增加，空預(yù)器的漏風(fēng)率相應(yīng)也會(huì)直接的增加。在安裝了SCR脫銷系統(tǒng)之后，對(duì)于空預(yù)器必須要進(jìn)行改造，其主要的改造內(nèi)容一下具體描述：

（1）將空預(yù)器傳熱從原來(lái)的三段布置改造為二段布置?；蛘呤菍⑷尾贾玫臒徨懠由戏滥?。

（2）將空預(yù)器的冷段材質(zhì)改為大通道的波紋板。大通道的波紋板在煙氣的流通方向上面是直通的，不會(huì)產(chǎn)生小波紋。因此，煙氣的流通截面比較大，波形也會(huì)比較平滑，在對(duì)于換熱器的運(yùn)行之中，相關(guān)的煤渣以及灰塵等不會(huì)輕易的附著，因此更加的利用清掃。同時(shí)，長(zhǎng)期的運(yùn)行壓力損失比較小，送風(fēng)機(jī)等功率也會(huì)降低。

（3）采用在鋼板的表面鍍搪瓷的方法可以直接的提高空預(yù)器冷段傳熱元件的抗粘附特性。搪瓷元件不僅可以有效的防治低溫進(jìn)行腐蝕，還因?yàn)槠浔砻娣浅５墓饣?，所以受熱的原件不?huì)很容易發(fā)生污垢。即使是一些粘污，也非常的便于清掃。[3]

四、對(duì)于鍋爐系統(tǒng)安全運(yùn)行造成的影響和對(duì)策

SCR脫銷系統(tǒng)主要是電站新增的設(shè)備，SCR脫銷反應(yīng)器運(yùn)行的參數(shù)主要包含了：入口煙氣參數(shù)，操作參數(shù)，性能參數(shù)等等。在入口煙氣參數(shù)之中，主要包含有煙氣的流量，煙氣的溫度等等。出口的煙氣參數(shù)則是包含了氨逃逸等。控制參數(shù)指的是反應(yīng)器入口的氨的流量。計(jì)算參數(shù)則是包含了脫銷的效率以及氨痰摩爾比。

SCR脫銷系統(tǒng)的主要目的是為了能夠去除掉煙氣之中的氨氧化物成分，合適的噴氨量是脫銷效率的保證，噴氨過(guò)量的話將會(huì)直接的加大氨逃逸的濃度，還會(huì)增加硫酸氫氨的生成量，這會(huì)很容易導(dǎo)致空預(yù)器發(fā)生相關(guān)的堵塞，從而加大的機(jī)組安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)現(xiàn)脫銷效率指標(biāo)的同時(shí)，還應(yīng)該盡量的保證氨逃逸量的降低，這樣才能保證其正常運(yùn)行。[4]

除此之外，由于SCR反應(yīng)器里面煙氣的流場(chǎng)分布均勻非常的重要，加上氨逃逸很容易造成硫酸氫氨生成量增加。因此在SCR脫銷系統(tǒng)的運(yùn)行管理過(guò)程之中，必須要定期的趕住到催化劑以及空預(yù)器的堵塞情況，這樣才能夠保證整套鍋爐裝置更加連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。

五、結(jié)束語(yǔ)

SCR脫銷是鍋爐主設(shè)備加裝進(jìn)爐之后系統(tǒng)以后，要對(duì)于鍋爐以及爐后其他的設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的影響。首先所進(jìn)入到了SCR反應(yīng)器之中的煙氣溫度一定要滿足SCR脫銷催化劑要求。然后，SCR反應(yīng)器以及所新增的煙道支撐剛結(jié)構(gòu)需要充分的考慮到鍋爐以及爐后設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)影響。接著，SCR反應(yīng)器以及所新增加的煙道支撐剛結(jié)構(gòu)必須要充分的考慮到對(duì)于鍋爐以及爐后設(shè)備送造成的鋼結(jié)構(gòu)影響。整體來(lái)說(shuō)，脫硝裝置對(duì)于鍋爐設(shè)備會(huì)造成各個(gè)方面的直接影響，一定要對(duì)其考慮，做好相關(guān)的措施。

參考文獻(xiàn)

[1]關(guān)曉磊，劉超，王曉旭.電廠煙氣脫硝裝置對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響研究[J].科技與企業(yè)，2014，（12）：374.[2017-09-06].DOI：10.13751/j.cnki.kjyqy.2014.12.720

[2]王霆軒.火電廠煙氣脫硝裝置歸類詳解[J].中國(guó)海關(guān)，2014，（10）：46.[2017-09-06].

[3]景雪暉，高磊，孜克亞爾，李驥.火電廠SCR煙氣脫硝裝置噴氨量?jī)?yōu)化試驗(yàn)方法的研究[J].鍋爐技術(shù)，2017，48（02）：70-75.[2017-09-06].

[4]王明軒.某燃煤電廠300MW機(jī)組SCR煙氣脫硝裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化和應(yīng)用研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2014.endprint