某燃煤電廠SCR脫硝裝置堵塞問(wèn)題分析及改進(jìn)

某燃煤電廠SCR脫硝裝置堵塞問(wèn)題分析及改進(jìn)結(jié)合某電廠300MW機(jī)組脫硝裝置運(yùn)行實(shí)例，分析脫硝裝置運(yùn)行過(guò)程中整流裝置、噴氨格柵、催化劑以及空氣預(yù)熱器等設(shè)備堵塞問(wèn)題及其成因，并提出優(yōu)化大灰濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)和布置、實(shí)行定期運(yùn)行蒸汽吹灰器，調(diào)整聲波吹灰器工作頻次、準(zhǔn)時(shí)清理選擇性催化還原(SCR)脫硝裝置各層及鋼梁、導(dǎo)流板積灰、確保催化劑通道暢通以及更換積灰嚴(yán)峻的催化劑等相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)措施，以提高SCR脫硝裝置運(yùn)行平安穩(wěn)定性?？蔀榉揽睾蛻?yīng)對(duì)燃煤電廠SCR脫硝裝置積灰供應(yīng)參考。我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)打算電力供應(yīng)將長(zhǎng)期以煤炭為主。國(guó)內(nèi)已探明的無(wú)煙煤占煤炭總量的15%左右，因其低揮發(fā)分、不易著火的特點(diǎn)多適用于W形火焰鍋爐。選擇性催化還原SCR脫硝技術(shù)以其技術(shù)成熟、脫硝效率高等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于大型燃煤電廠。多數(shù)SCR脫硝裝置采納高灰布置，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，脫硝系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備及下游空氣預(yù)熱器積灰堵塞問(wèn)題往往難以避開。特殊是基于W形火焰鍋爐爐內(nèi)溫度高，火焰行程長(zhǎng)，燃燒猛烈，省煤器出口煙氣流場(chǎng)分布不均等燃燒特性，相關(guān)設(shè)備堵塞問(wèn)題尤為嚴(yán)峻。本文結(jié)合某電廠300MW機(jī)組脫硝裝置運(yùn)行實(shí)例，分析總結(jié)SCR脫硝裝置各設(shè)備及下游空氣預(yù)熱器積灰堵塞問(wèn)題以及應(yīng)對(duì)措施。1某電廠SCR脫硝裝置概述西南地區(qū)某電廠300MW機(jī)組采納東方鍋爐股份有限公司生產(chǎn)的自然循環(huán)鍋爐，燃燒器布置于下?tīng)t膛前后拱上，W形火焰燃燒方式。采納SCR脫硝工藝、板式催化劑、液氨作為汲取劑，反應(yīng)區(qū)主要由進(jìn)出口煙道、導(dǎo)流板、均流裝置、噴氨格柵、催化劑和吹灰裝置組成。脫硝裝置設(shè)計(jì)煤質(zhì)及灰成分分析見(jiàn)表1，脫硝裝置設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。由表1可知，脫硝裝置設(shè)計(jì)煤質(zhì)灰分為38%，飛灰質(zhì)量濃度為45g/m3，煙氣中灰分較大，存在積灰堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。由表2可知，設(shè)計(jì)入口NOx質(zhì)量濃度為1100mg/m3，出口NOx質(zhì)量濃度小于200mg/m3，NOx脫除量較大，液氨消耗量較高，同時(shí)考慮W形火焰鍋爐的燃燒特性，進(jìn)口煙道流場(chǎng)勻稱性較差，存在局部區(qū)域氨逃逸量超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，脫硝裝置設(shè)計(jì)煙氣溫度為380℃，機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行煙氣溫度偏離設(shè)計(jì)值較大，反應(yīng)器運(yùn)行效果不佳，增大氨逃逸風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)加劇積灰堵塞問(wèn)題的發(fā)生。表1脫硝裝置設(shè)計(jì)煤質(zhì)和灰成分分析<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203051942388961.jpg”alt=“微信圖片_20190829085742.jpg”width=“480”height=“245”/表2脫硝裝置設(shè)計(jì)參數(shù)<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203051942387320.jpg”alt=“微信圖片_20190829085739.jpg”width=“444”height=“313”/2SCR脫硝裝置及空氣預(yù)熱器堵塞問(wèn)題停機(jī)期間檢查發(fā)覺(jué)，脫硝裝置堵塞問(wèn)題主要發(fā)生在反應(yīng)區(qū)的相關(guān)設(shè)施上，包括導(dǎo)流板和整流層、噴氨格柵、催化劑以及空氣預(yù)熱器等。2.1導(dǎo)流板和整流層積灰堵塞問(wèn)題導(dǎo)流板和整流層是脫硝系統(tǒng)重要的氣流均布裝置，平衡反應(yīng)器各處流場(chǎng)。如圖1所示，脫硝裝置進(jìn)口導(dǎo)流板積灰嚴(yán)峻，水平煙道處消失不同程度的積灰，且整流層積灰從碎灰網(wǎng)延長(zhǎng)至煙道頂部。整流裝置消失積灰堵塞，脫硝系統(tǒng)流場(chǎng)將發(fā)生變化，偏離設(shè)計(jì)參數(shù)，嚴(yán)峻影響脫硝裝置的正常運(yùn)行。2.2噴氨格柵的積灰堵塞問(wèn)題噴氨格柵安裝在反應(yīng)器進(jìn)口垂直煙道區(qū)域，氨氣經(jīng)噴嘴射入煙道后，被來(lái)自上游的煙氣卷攜并充分混合，經(jīng)豎直煙道頂部發(fā)生兩次90°轉(zhuǎn)向后，向下通過(guò)整流格柵，進(jìn)入催化劑層發(fā)生催化還原反應(yīng)。如圖2所示，噴氨格柵多處噴嘴消失積灰現(xiàn)象，部分噴嘴被積灰完全掩蓋，引起局部區(qū)域噴氨不均，氨逃逸量增加，同時(shí)導(dǎo)致脫硝裝置出口排放濃度難以穩(wěn)定掌握，存在超標(biāo)排放的風(fēng)險(xiǎn)。<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203051942384190.jpg”alt=“微信圖片_20190829085707.jpg”width=“452”height=“280”/圖1導(dǎo)流板和整流層積灰堵塞問(wèn)題<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203051942392219.jpg”alt=“微信圖片_20190829085703.jpg”width=“452”height=“298”/圖2噴氨格柵積灰堵塞問(wèn)題2.3催化劑積灰堵塞問(wèn)題催化劑是整個(gè)SCR脫硝裝置的核心，其性能直接影響整體脫硝效果。如圖3所示，第1、第2層催化劑表面均消失積灰堵塞問(wèn)題，反應(yīng)器四周形成局部堆灰，且存在催化劑磨損的問(wèn)題。分析發(fā)覺(jué)，第1層催化劑靠近鍋爐側(cè)后墻表面堵塞后，煙氣在SCR區(qū)域流場(chǎng)消失轉(zhuǎn)變，煙氣漸漸向反應(yīng)器未堵塞的兩側(cè)和靠近鍋爐側(cè)前墻流淌，而后墻部分由于煙氣流速降低，灰塵堵塞加劇，形成惡性循環(huán)。且第1層催化劑消失堵塞后，第2層催化劑表面的煙氣消失兩側(cè)和靠近鍋爐的前墻流淌較強(qiáng)，靠近后墻的流淌較小，使通過(guò)第1層催化劑的飛灰在第2層流速較低的位置簡(jiǎn)單沉積，通流面積漸漸減小，在引風(fēng)機(jī)的作用下，煙氣流速比第1層較快，造成第2層催化劑大面積堵塞和磨損抽芯。2.4空氣預(yù)熱器堵塞問(wèn)題空氣預(yù)熱器低溫段存在肯定程度上的銨鹽堵塞現(xiàn)象，積灰黏附在換熱元件表面，且有刺激性氣味散發(fā)。如圖4所示，分散掌握系統(tǒng)(DCS)運(yùn)行參數(shù)顯示空氣預(yù)熱器阻力明顯上升，初始時(shí)系統(tǒng)阻力為1400Pa，運(yùn)行一段時(shí)間后阻力上升到1850Pa，既增加引風(fēng)機(jī)電耗，提高了運(yùn)行成本，又不利于機(jī)組的平安穩(wěn)定運(yùn)行，存在非方案停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)。<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203051942395047.jpg”alt=“微信圖片_20190829085636.jpg”width=“456”height=“351”/圖3催化劑積灰堵塞問(wèn)題<imgs