火電廠煙氣脫硝技術(shù)論文(共8頁)

1、 火電廠煙氣(yn q)脫硝技術(shù)初探摘要(zhiyo)：本文系統(tǒng)梳理分析了SCR脫硝工程的重要節(jié)點(diǎn)，分析了氨區(qū)安全、煙道與反應(yīng)器流場(chǎng)分布、催化劑與熱工控制的重要性及注意事項(xiàng)。第一，氨儲(chǔ)存、供應(yīng)系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要。氨區(qū)作業(yè)必須佩戴人身防護(hù)設(shè)備，氨區(qū)同時(shí)需要設(shè)置安全噴淋、安全淋浴、洗眼器。氨區(qū)閥門在選型、采購(cigu)、施工、調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)必須依照規(guī)定嚴(yán)格把關(guān)。第二，煙道與反應(yīng)器流場(chǎng)分布是決定脫硝系統(tǒng)性能的重要保證，施工時(shí)必須嚴(yán)格依照?qǐng)D紙施工。第三，催化劑的安裝要注意防積灰及密封，同時(shí)要關(guān)注吹灰器的安裝及運(yùn)行情況。第四，熱工控制可以使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其噴氨量的控制尤為重要，噴氨量控制邏輯為

2、熱工控制的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞：火電廠煙氣 ；SCR脫硝 ；選擇性催化還原法 ；催化劑 ；熱工控制1火電廠SCR煙氣脫硝工程系統(tǒng)的基本組成與工藝流程典型的火電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)由氨存儲(chǔ)、供應(yīng)系統(tǒng)和SCR反應(yīng)系統(tǒng)組成。如圖1所示： 圖1 典型(dinxng)的火電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)(xtng)2工藝流程的系統(tǒng)2.1氨存儲(chǔ)、供應(yīng)系統(tǒng)液氨儲(chǔ)存、供應(yīng)系統(tǒng)一般包括氨卸料壓縮機(jī)、液氨儲(chǔ)罐、液氨輸送泵、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽、稀釋風(fēng)機(jī)、氨/空氣混合器、氨氣稀釋槽、廢水池、廢水泵等。該系統(tǒng)提供氨氣作為還原劑供脫硝SCR工藝系統(tǒng)反應(yīng)使用。其中(qzhng)液氨輸送泵、卸料壓縮機(jī)等設(shè)備通?？梢砸罁?jù)工程建設(shè)地氣候等因素

3、略去。氨存儲(chǔ)、供應(yīng)系統(tǒng)的液氨由槽車從電廠外運(yùn)輸而來。2.2SCR反應(yīng)系統(tǒng)SCR反應(yīng)系統(tǒng)主要包含煙道系統(tǒng)、氨稀釋及噴射系統(tǒng)、反應(yīng)器（催化劑）及吹灰系統(tǒng)。省煤器出口煙氣經(jīng)由SCR入口進(jìn)入SCR入口煙道，與噴入的氨/空氣混合氣均勻混合，從上部進(jìn)入反應(yīng)器，通過整流裝置，垂直流經(jīng)催化劑，在催化劑的作用下，氨氣和和煙氣中的NOx反應(yīng)生成氮?dú)夂退?，最后通過出口煙道進(jìn)入空預(yù)器。催化劑有板式、波紋板式和蜂窩式。3火電廠SCR煙氣脫硝工程的重要節(jié)點(diǎn)筆者認(rèn)為，從保證SCR系統(tǒng)性能層面上講，SCR煙氣脫硝最為核心的技術(shù)為：煙道及反應(yīng)器流場(chǎng)分布、催化劑、熱工控制（例如：噴氨流量控制、液氨蒸發(fā)功率控制、供氨壓力控制等）。

4、除此以外，氨儲(chǔ)存、供應(yīng)系統(tǒng)的安全是整個(gè)脫硝系統(tǒng)安全的重中之重。筆者依據(jù)在脫硝工程監(jiān)理工作中的經(jīng)驗(yàn)，于本章節(jié)對(duì)煙氣脫硝工程的重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行梳理分析，并對(duì)煙氣脫硝工程的監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工及調(diào)試等工程環(huán)節(jié)提出建議。3.1氨儲(chǔ)存、供應(yīng)系統(tǒng)的安全氨是劇毒危險(xiǎn)品，具有強(qiáng)烈的親水性及脫水性，一定濃度的氨對(duì)人的皮膚、眼睛、肺部會(huì)造成嚴(yán)重傷害。當(dāng)氨氣與空氣的混合濃度達(dá)到1526VOL.%時(shí)，遇明火或者高溫時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)（GB18218-2009）規(guī)定，10T以上的液氨存儲(chǔ)區(qū)為重大危險(xiǎn)源。閥門安裝前在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)閥門嚴(yán)密性進(jìn)行檢測(cè)處理并且必須將管道內(nèi)的焊渣、灰塵、鐵屑等雜質(zhì)清理干凈。氨區(qū)在施工結(jié)束后

5、，要按照規(guī)定進(jìn)行水壓試驗(yàn)，同時(shí)必須進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。在卸氨前，需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的空氣進(jìn)行置換，以避開氨氣與空氣的混合濃度的爆炸極限1526VOL.%。由于O2不溶于氨，會(huì)加速器壁、管壁的腐蝕，所以置換后系統(tǒng)內(nèi)O2含量要低于1VOL.%。3.2煙道及反應(yīng)器流場(chǎng)分布SCR脫硝系統(tǒng)的壓力損失、煙道內(nèi)煙氣速度的分布偏差、催化劑入口的煙氣流速的相對(duì)偏差、煙氣最大偏轉(zhuǎn)角度、催化劑入口NH3/NOx 摩爾比的最大絕對(duì)偏差等是影響脫硝系統(tǒng)性能的重要參數(shù)，而這些參數(shù)是否能達(dá)到技術(shù)協(xié)議的要求，則取決于煙道及反應(yīng)器流場(chǎng)分布。一般地，脫硝系統(tǒng)煙道及反應(yīng)器依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)完成外形幾何設(shè)計(jì)和布置，并依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)煙道及反應(yīng)器內(nèi)的導(dǎo)流及整

6、流設(shè)施。然后依照初步的設(shè)計(jì)由CDF軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)值模擬研究，對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到理想的設(shè)計(jì)參數(shù)。之后再將煙道及反應(yīng)器實(shí)際大小縮小1020倍構(gòu)建物理模型，模擬實(shí)際工況進(jìn)行試驗(yàn)，以驗(yàn)證數(shù)值模擬研究的結(jié)論。故此，在煙道及反應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)方會(huì)在噴氨格柵之后、煙道90彎頭、催化劑床層入口等處加設(shè)導(dǎo)流及整流設(shè)施，這些導(dǎo)流、整流設(shè)施是依據(jù)流場(chǎng)數(shù)值模擬研究及物理模型試驗(yàn)結(jié)論設(shè)計(jì)的，是保證煙道及反應(yīng)器流場(chǎng)分布合理的重要設(shè)施。所以，在施工時(shí)必須嚴(yán)格遵守藍(lán)圖的設(shè)計(jì)，以保證煙道及反應(yīng)器流場(chǎng)分布的均勻性。在施工過程及施工階段性驗(yàn)收時(shí)，監(jiān)理、施工、設(shè)計(jì)、調(diào)試等單位必須嚴(yán)格把關(guān)。3.3催化劑目前商用的SCR

7、催化劑主要的活性成分為釩、鎢、鈦的氧化物，其形式有板式、波紋板式及蜂窩式三種類型。如圖2所示： 圖 2 催化劑的形式(xngsh) 由于(yuy)目前電廠SCR普遍采用高灰布置，所以催化劑面臨堵塞、磨損及中毒等問題。催化劑填裝在反應(yīng)器當(dāng)中，分為若干個(gè)模塊，安裝時(shí)逐塊吊裝(diozhung)，之后進(jìn)行防積灰及密封焊接。催化劑上部的防積灰是用倒“v”形板及無縫鋼管焊接在催化劑模塊之間的空隙上。用鋼板密封住催化劑底部的縫隙，防止煙氣短路造成催化劑脫硝效率的降低。爆米花灰粒徑較大，抵達(dá)催化劑床層時(shí)會(huì)在催化劑板間或蜂窩孔上造成搭橋，進(jìn)而引發(fā)堵塞，加速堵塞區(qū)域附近催化劑的磨損，降低催化劑的脫硝效率，加大催

8、化劑中毒的風(fēng)險(xiǎn)。所以，筆者建議在鍋爐省煤器出口、噴氨格柵之前加設(shè)防爆米花灰擋板。在SCR運(yùn)行中，吹灰器是保證催化劑避免堵塞、降低催化劑中毒風(fēng)險(xiǎn)的重要設(shè)備。故吹灰器是脫硝系統(tǒng)的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。3.4熱工控制脫硝系統(tǒng)的自動(dòng)化率幾乎可以達(dá)到100%，系統(tǒng)一旦啟動(dòng)穩(wěn)定后，氨氣的供應(yīng)、氨流量的控制等均可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在脫硝熱工控制中，氨供應(yīng)壓力的控制、噴氨量的控制尤為重要，前者是整個(gè)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的重要保證，后者是脫硝系統(tǒng)性能實(shí)現(xiàn)的重要保證。后者的實(shí)現(xiàn)又依賴于前者。通常地，氨氣在進(jìn)入噴氨格柵之前，在行將出氨區(qū)時(shí)其壓力會(huì)受到一系列的調(diào)整，壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)由液氨流量調(diào)節(jié)閥、氨蒸發(fā)器、壓力調(diào)節(jié)閥（例如自力式減壓閥）、

9、氨氣緩沖罐等組成。流量調(diào)節(jié)閥的開度與氨氣緩沖罐的壓力聯(lián)鎖，液氨蒸發(fā)器熱媒功率恒定、自力式減壓閥采用閥后調(diào)節(jié)，如此即可實(shí)現(xiàn)供氨的穩(wěn)定供應(yīng)。噴氨量的控制是整個(gè)脫硝系統(tǒng)控制的核心構(gòu)成。常用的控制方法為固定摩爾比控制方式。該控制方式是基于脫硝效率和催化劑脫硝能力的控制方式，在該控制方式下系統(tǒng)按照固定的氨氮摩爾比脫除煙氣中NOx，這種控制方式是設(shè)定值可調(diào)的單回路控制系統(tǒng)，控制回路簡單易于調(diào)試和整定。氨氣流量設(shè)定值計(jì)算如下：NOx=總煙氣量SCR入口NOx濃度；NH3（流量信號(hào)）=NOx氮氨摩爾比。采集煙氣量、反應(yīng)器出入口氮氧化物濃度等數(shù)據(jù)，與設(shè)定值進(jìn)行比較，計(jì)算出所需噴氨量，然后再和實(shí)際噴氨量進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，將微調(diào)指令發(fā)送給調(diào)節(jié)閥改變調(diào)節(jié)閥的開度，實(shí)現(xiàn)噴氨量的控制。熱控控制邏輯的設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試是脫硝系統(tǒng)重要的節(jié)點(diǎn)之一。參考文獻(xiàn)：1陳進(jìn)生火電廠煙氣脫硝技術(shù) - 選擇性催化還原法m中國電力出版社，20082鄒鵬，熊志波，等釩鈦 SCR 脫硝催化劑低溫研究進(jìn)展j電力科技與環(huán)保，2011，27（5）3沈洵SCR脫硝還原劑的制備技術(shù)研究j能源與環(huán)境，2011，（4）作者簡介：方?。?982）男，甘肅蘭州人，甘肅大唐有限公司西固電廠點(diǎn)檢員，從事脫硝工作。內(nèi)容總結(jié)（1）火電廠煙氣脫硝技術(shù)初探摘要：本文系統(tǒng)梳理分析了SCR