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火电厂脱硝系统经济运行及常见故障分析

发表时间:2021-01-13 10:34

  本文介绍了SCR的基本原理,并以华润登封电厂一期300MW机组锅炉为例,对其脱硝系统进行详细分析,探讨了该脱硝装置改造后的经济运行方案,以及改造和优化运行方式后NOX的排放值能大幅降低进行了验证,并列举了几例脱硝系统在实际运行过程中发生的问题进行了深刻的分析,并提供了有效的解决方案,取得良好的效果,最后针对本厂的实际情况制定了有效的防止空预器堵塞的诸多措施,从运行情况看效果良好。

  华润电力登封有限公司一期工程2×300MW机组地处郑州市西南65公里登封市境内,工程于2001年1月破土动工,其中#1机组于2004年07月03日正式投产,#2机组于2004年9月14日正常投产。

  公司#1、#2锅炉均为某公司生产的DG1025/18.2-II12型亚临界、一次中间再热、固态排渣、单炉膛、II型半露天布置、全钢构架、悬吊结构、自然循环汽包炉。锅炉采用容克式三分仓回转式空气预热器、平衡通风、四角切圆直流水平浓淡燃烧器。设计煤种为登封本地石淙一矿煤,4套钢球磨煤机,两级分离、负压运行、中间储仓式制粉系统、热一次风送粉。设置三层共12支油枪稳燃。两台锅炉设计上均未预留脱硝系统安装位置。

  公司两台机组分别于2013年5月和10月份由龙净环保股份有限公司完成脱硝技改工作,脱硝系统采用一炉两个反应器,由氨喷射系统、稀释风机、烟道、催化剂、吹灰系统等组成,公用系统利用厂区内现有的#3、#4锅炉的氨区系统,由现有系统进行增容改造,增加1台氨蒸发器及1台缓冲罐。又于2015年底相续对两台锅炉脱硝进行了超洁净改造,以满足最新的NOX排放小于50mg/m3环保要求.

  一期锅炉脱硝装置布置在省煤器和空预器之间,脱硝系统采取选择性催化还原法(SCR)去除烟气中的NOX,还原剂采用纯氨(纯度99.6%),由液氨槽车运送,利用卸料压缩机,将液氨槽车输送到液氨储罐内,并依靠自身重力和差压将液氨储罐中的液氨输送到液氨蒸发槽内,利用一期和二期机组的辅助蒸汽提供的热能蒸发为氨气,经与稀释风机提供的空气在氨/空气混合器内混合后,输送至氨喷射系统,在SCR入口烟道处,喷射出的氨气和来自锅炉省煤器出口的烟气混合后进入SCR反应器,通过催化剂进行脱硝反应,最终经出口烟道至空预器、电除尘、脱硫装置、烟囱排至大气,达到脱硝目的。整套脱硝装置主要由SCR反应区和氨站区两个区域组成,如图1-1所示。

  电厂脱硝原理主要是对燃烧的预处理、燃烧时技术改进以及燃烧后处理。燃烧前处理主要是脱氮处理,减少燃烧物中的含氮量,进而减少产生的氮氧化合物产物。燃烧技术分为很多种,有低氧燃烧、废气循环燃烧、注入蒸汽式、二次燃烧等,在燃烧过程中降低氮氧化合物的含量。燃烧后处理主要是烟气脱硝,也就是说在燃烧中产生的氮氧化合物进行处理。常见的烟气脱硝技术分别是选择催化剂还原技术SCR和SNCR技术两种。

  选择性催化剂还原(SelectiveCatalyticReduction,SCR)脱硝原理是在一定的温度(280~420℃)以及有催化剂存在的条件下,还原剂有选择地将来自燃煤电厂锅炉省煤器的烟气中的氮氧化物还原为无污染的氮气和水,所采用的还原剂可以是一氧化碳、碳氢化合物、氨、尿素等。在已经安装SCR脱硝系统的电厂中,使用的还原剂主要以NH3为主,其次是尿素。这里以液氨为例介绍SCR工艺。

  在上述的反应中,式(1-5)和式(1-6)发生的温度在350℃以上,当温度超过450℃时,反应速度会加快。研究表明,发生副反应生成的NH4HSO4以及(NH4)2SO4具有黏性,会在空气预热器上发生附着,同时还会腐蚀SCR反应器下游的烟道。通过选择较为合适的催化剂,控制反应条件(如烟气温度)可以避免NH4HSO4和(NH4)2SO4的生成。

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