常德電廠空預(yù)器差壓高原因分析及控制措施

湖南華電常德發(fā)電有限公司 湖南 常德 415000

引言

常德電廠鍋爐是由上海鍋爐廠引進(jìn)技術(shù)制造的國(guó)產(chǎn)超臨界參數(shù)、變壓運(yùn)行、螺旋管圈直流鍋爐,單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊П型結(jié)構(gòu)、露天布置的燃煤鍋爐,等離子點(diǎn)火系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)即達(dá)到超凈排放的標(biāo)準(zhǔn),在投運(yùn)后先后出現(xiàn)了空預(yù)器煙氣差壓高,空預(yù)器堵塞的情況。

1 空預(yù)器堵塞的原因分析

硫酸氫銨(ABS)是導(dǎo)致堵塞的主要原因,該物質(zhì)的熔點(diǎn)147℃,主要沉積在煙氣溫度230～150℃區(qū)域,由氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程,根據(jù)溫度梯度的分布特點(diǎn),硫酸氫銨通常沉積在空預(yù)器中間部位傳熱原件上,由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)吸附灰分,直接沉積在空預(yù)器的傳熱元件上。

硫酸氫銨生成過(guò)程:

脫硝反應(yīng)未完全耗盡的氨氣,與煙氣中的SO3、水蒸氣易發(fā)生下列反應(yīng):

NH3+SO3+H2O→NH4HSO4(NH3:SO3<2:1時(shí))

2NH3+SO3+H2O→(NH4)2HSO4(NH3:SO3>2:1時(shí))

SCR催化劑同時(shí)將部分SO2轉(zhuǎn)化成SO3,加劇冷端硫酸腐蝕

SO2+O2→SO3SO3+H2O→H2SO4

未經(jīng)反應(yīng)即排出的NH3量就是氨逃逸量,氨氣逃逸量過(guò)大直接導(dǎo)致硫酸氫銨的大量產(chǎn)生。

2 影響氨氣逃逸量過(guò)大的主要因素

(1)運(yùn)行進(jìn)口煙氣中NOX濃度過(guò)高,為了降低出口煙氣中的NOX濃度達(dá)到超低排放而加大噴氨量;

(2)運(yùn)行中鍋爐燃燒工況短時(shí)間內(nèi)發(fā)生大幅度變化,而SCR噴氨量未能同步跟進(jìn)調(diào)整而導(dǎo)致氨逃逸量增大;

(3)催化劑損壞、堵塞或者使用年限過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致效率下降,噴氨量增大;

(4)噴氨格柵有部分噴嘴被堵塞或者發(fā)生泄漏導(dǎo)致噴氨不均勻?qū)е掳碧右菰龃蟆?/p>

3 防止空預(yù)器堵塞的措施

技改措施:

(1)為保證SCR改造后空預(yù)器的安全可靠運(yùn)行,我廠通過(guò)技改增加空預(yù)器二次風(fēng)旁路提高空預(yù)器的排煙溫度,通過(guò)空預(yù)器三分倉(cāng)改四分倉(cāng)技改從空預(yù)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)出煙氣側(cè)之前分出一個(gè)分倉(cāng)作為循環(huán)風(fēng)倉(cāng),使原有的三分倉(cāng)空預(yù)器變?yōu)樗姆謧}(cāng)空預(yù)器,分出的循環(huán)分倉(cāng)用風(fēng)道連接,利用循環(huán)風(fēng)機(jī)使空氣在分倉(cāng)和風(fēng)道中不斷循環(huán),循環(huán)風(fēng)在空預(yù)器熱端吸熱,生成300℃左右的熱風(fēng),熱風(fēng)從下端進(jìn)入空預(yù)器冷端,對(duì)冷端進(jìn)行加熱,放出熱量,每循環(huán)一次完成一次吸放熱,另外在循環(huán)風(fēng)道中加入磨料的進(jìn)料和回收系統(tǒng),設(shè)定程序定期對(duì)蓄熱板進(jìn)行沖刷清掃。通過(guò)空預(yù)器三分倉(cāng)改四分倉(cāng)技改增加一個(gè)隔倉(cāng)和防堵循環(huán)風(fēng)機(jī)提高空預(yù)器進(jìn)入煙氣側(cè)蓄熱元件冷端溫度,從技術(shù)上保證冷端換熱元件金屬壁溫不得低于硫酸氫銨露點(diǎn)溫度,高溫端金屬壁溫不得低于硫酸氫銨沉積溫度上限,并留有一定的余量,避免脫硝空預(yù)器低溫腐蝕與堵灰。從而減少液態(tài)硫酸氫銨在熱端換熱元件一層沉積。

(2)常德公司現(xiàn)原有的熱風(fēng)再循環(huán)系統(tǒng)加熱能力有限,且對(duì)風(fēng)機(jī)葉片磨損非常嚴(yán)重。經(jīng)研究,將原來(lái)的一次風(fēng)、二次風(fēng)熱風(fēng)再循環(huán)系統(tǒng)的管道割除采用增加二次風(fēng)旁路的方式,減少通過(guò)空預(yù)器的二次風(fēng)量,減少蓄熱元件的換熱,提高排煙溫度,可起到與抽取蓄熱元件相同的效果。

(3)因#2爐中間層蓄熱元件堵塞嚴(yán)重,無(wú)法沖洗干凈,且空預(yù)器經(jīng)過(guò)三年運(yùn)行,冬季排煙溫度最低達(dá)95℃,經(jīng)過(guò)上海鍋爐廠進(jìn)行確認(rèn),決定將中間層400mm蓄熱元件抽出,通過(guò)計(jì)算660MW工況下,可提高排煙溫度7℃。排煙溫度提高造成的熱損失,通過(guò)低溫省煤器進(jìn)行回收,不會(huì)造成鍋爐效率的下降。

運(yùn)行調(diào)整措施:

(1)通過(guò)脫硝噴氨優(yōu)化試驗(yàn),調(diào)平脫硝各支管區(qū)域的NOx,降低氨逃逸;

(2)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(tái)數(shù)直接影響鍋爐出口NOx的排放;相同負(fù)荷由四套制粉系統(tǒng)減少為三套制粉系統(tǒng)運(yùn)行運(yùn)行時(shí)鍋爐出口NOx可由300mg/Nm3左右降至200mg/Nm3左右,所以合理的調(diào)配鍋爐制粉系統(tǒng)的運(yùn)行方式對(duì)于噴氨量的控制是很有效的;同時(shí)制粉系統(tǒng)集中比制粉系統(tǒng)隔層燃燒時(shí)更有利于降低鍋爐出口的NOx;

(3)降低燃燒火焰中心 適當(dāng)降低燃燒火焰中心能降低鍋爐出口煙氣中NOx含量,通過(guò)運(yùn)行下層的制粉系統(tǒng)比運(yùn)行上層制粉系統(tǒng)鍋爐出口NOx可降低50mg/Nm3左右,燃燒器擺角向下擺對(duì)降低爐膛火焰中心位置也能起到一定的作用;

(4)燃燒調(diào)整時(shí)注意氧量、二次風(fēng)門(mén)的開(kāi)度、風(fēng)粉速度的控制,控制脫硝入口NOx不超過(guò)200mg/Nm3,減小噴氨量,降低氨逃逸;

(5)嚴(yán)格控制燃煤含硫量,及時(shí)調(diào)整給煤機(jī)偏差,控制燃煤含硫量小于1.3%,原煙氣含硫小于3300mg/Nm3;含硫上升時(shí)及時(shí)倒換制粉系統(tǒng)保證含硫在規(guī)定范圍內(nèi),如通過(guò)調(diào)整無(wú)效時(shí),及時(shí)通知輸煤人員進(jìn)行換煤;

(6)每天對(duì)脫硝噴氨手動(dòng)門(mén)進(jìn)行測(cè)溫,發(fā)現(xiàn)溫度下降的閥門(mén)及時(shí)活動(dòng)防止管道堵塞造成噴氨不均導(dǎo)致氨逃逸增加;

(7)每天對(duì)二次風(fēng)門(mén)和擺角開(kāi)度進(jìn)行核對(duì),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理,保證燃燒工況穩(wěn)定;

(8)每天跟蹤空預(yù)器差壓變化情況,及時(shí)調(diào)整空預(yù)器吹灰頻次和空預(yù)器防堵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,確保差壓穩(wěn)定不上升;

(9)制定了《提高空預(yù)器排煙溫度降差壓的試驗(yàn)方案》,當(dāng)空預(yù)器壓差上升至1.6KPa后,采取提高單側(cè)空預(yù)器出口煙溫到180℃以上并維持6小時(shí)以上的方法降低空預(yù)器差壓,每次能降低0.4KPa左右的差壓。

4 結(jié)論

空預(yù)器堵塞是超凈排放大趨勢(shì)下各電廠遇到的普遍性問(wèn)題,不僅導(dǎo)致風(fēng)機(jī)電流增大電耗率增加,排煙損失增大,嚴(yán)重時(shí)影響機(jī)組帶負(fù)荷的能力,導(dǎo)致機(jī)組被迫降出力運(yùn)行,極端情況下甚至要被迫停爐處理,因此有效預(yù)防空預(yù)器堵塞非常重要,直接關(guān)系到機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保指標(biāo),需要我們?cè)谶\(yùn)行中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。