脱硝设施氨逃逸高造成危害和解决方案 赵满江

脱硝设施氨逃逸高造成危害和解决方案赵满江摘要：在火电厂投运脱硝设施以来，由于锅炉烟气流场不均和脱硝反应区出入口氮氧化物时常不准确，尤其脱硝反应区出口氮氧化物与脱硫出口氮氧化物偏差的影响，造成运行人员为了防止氮氧化物超标，在氮氧化物调整时，经常增减还原剂过量，使脱硝反应区氨逃逸现象普遍超标，而且脱硝反应区出口氨逃逸检测装置，由于在反应区出口安装位置和烟气分布原因，普遍不准确，这对于运行在氮氧化物调整控制氨逃逸失去意义。锅炉普遍进行了低氮燃烧器、空气预热器蓄热元件、引风机、烟气旁路烟道等改造，锅炉在燃烧方面进行了空气分级低氮燃烧，使锅炉出口氮氧化物浓度较原燃烧方式都有较大幅度的降低，但是煤种所含的硫分在锅炉燃烧过程中，不同程度产生三氧化硫，在烟气露点温度下与氨逃逸反应生成硫酸氢铵，此物质有较强的粘性，在锅炉空气预热器冷段或中温段的蓄热元件处灰分与硫酸氢铵粘结在一起，附着在空气预热器蓄热元件上，堵塞空气预热器蓄热元件通道，造成空气预热器差压逐渐增大，造成引风机出力受阻，一次、送风机耗电量增加，锅炉排烟温度升高，堵塞严重会造成引风机失速，机组负荷出力下降。关键词：烟气脱硝；故障分析；运行经验；解决方案引言空气预热器堵塞现象，每个火力电厂普遍存在，不仅降低了机组出力，还造成设备安全隐患，给火力发电企业造成不同程度的经济损失，影响了火力发电企业正常安全经济运行。结合我厂和一些火电企业空气预热器堵塞的原因和预防控制方案，分析原因、制定控制措施、进行设备改造可以减少和降低空气预热器堵塞，SCR脱硝系统安全运行受到催化剂运行温度、燃煤煤质灰分、硫分、氨逃逸率、热解炉出温度及稀释一次风量的影响：板式催化剂活性运行温度302°C――420°C之间，这就要求锅炉排烟温度适应催化剂连续运行温度。冬季由于供热机组的影响造成我公司机组在低负荷运行时间较长，有时达到15小时，由于环保考核严厉和环保检查力度的不断强化，脱硝系统长期在低烟温运行。我公司所用煤种硫份稳定保持在0.35%偶尔掺烧一些中硫煤在1.5%，灰分40%-47%，由于锅炉高灰分、烟气流畅不均匀及脱硝系统喷氨格栅没有优化，造成氨逃逸量与高灰分不仅造成催化剂磨损还会造成催化剂、喷氨格栅、空气预热器堵塞，影响到机组运行和脱硝系统运行安全。热解炉出口温度的变化随喷枪流量的变化而变化，脱硝系统运行日常运行喷枪流量控制在0.6m3/h，热解炉稀释一次风量的变化影响热解炉及喷氨格栅的堵塞。脱硝故障分析1月机组A修后，改造增加脱硝设施，设计全压9694Pa，脱硝系统投入运行两年后，5月发现锅炉空气预热器前后差压在550MW以上，1、2号空气预热器差压由0.8kpa上升到2.6kpa，造成机组在10月机组停运后检查空气预热器冷段粘灰较重。空气预热器粘灰影响因素在机组负荷低于380MW时，锅炉排烟温度低于脱硝设施催化剂活性运行温度，入口烟气温度在292C，空气预热器出口烟气温度在284C。在低负荷时，虽然煤质硫份稳定，但是脱硝系统调整时，喷氨格栅没有优化和烟气流畅不均时，造成氨逃逸在不同部位的量增大，氨逃逸的测点一般布置在反应区第三层据地面6米的地方，根据最后的检测，第三层断面的氨逃逸由很大的差距，600MW、450MW、350MW负荷况工下的下氨逃逸分别为29.6ppm、45.5ppm、67.3ppm。如此大的氨逃逸与SO3产生的硫酸氢铵会粘结在空气预热器冷段波形蓄热面上，在高负荷时间需6-8小时分解硫酸氢铵，但是低负荷如果比高负荷时间长时，机组长时间的低负荷运行时空气预热器冷段硫酸氢铵与灰慢慢粘结在一起，随着时间的积累造成空气预热器差压增大。空气预热器堵塞原因分析1、煤种硫分高低的影响。煤种含硫的高低直接影响到空气预热器堵塞的程度和时间段，煤种的硫分分为三种，低硫煤1.5%以下，中硫煤1.5—3%，高硫煤3%以上，市场煤价较高，火力发电企业为了降低成本，提升利润空间，多在配煤掺烧，掺烧一些中硫煤和高硫煤，锅炉燃烧产生的二氧化硫和三氧化硫的份额增加，在低温时与氨气结合产生硫酸氢铵量增加，造成空气预热器冷段堵塞时间段缩短。（1）锅炉低氮燃烧的影响。锅炉燃烧器虽然进行了低氮燃烧器的改造，配风方式进行了分级低氮燃烧，但是在低负荷时锅炉稳燃配风方式的改变，燃尽风量降低，煤质和制粉系统运行方式等使炉膛燃烧烟气含氧量和氮氧化物浓度的增加，为了消除氮氧化物所使用的尿素耗量增加，造成氨逃逸增加，产生硫酸氢铵在空气预热器冷段造成堵塞。（2）由于电网负荷的影响，机组时常低负荷或深调峰，造成脱硝反应区入口氮氧化物烟气温度低于脱硝反应区催化剂活性正常反应的温度，造成催化剂活性和反应效率下降，直接影响到反应区出口氮氧化物，为了达到出口环保指标达排放，增加反应区尿素量，氨逃逸增加，由于空气预热器冷段烟气温度在露点温度，使空气预热器堵塞。（3）脱硝反应区氮氧化物调整。为了适应日益加强的环保检查和考核力度，为了防止环保指标瞬时超标而控制的氮氧化物较低，机组负荷投入BLR造成煤量变化较大，使锅炉烟气量合氮氧化物变化较大，氮氧化物调整时常出现过调，尿素耗量增加，造成脱硝氨逃逸增大造成空气预热器堵塞。（4）煤种灰分大的影响。燃烧后产生的飞灰在炉膛烟道及空气预热器积灰。烟道烟气流场不均，飞灰在反应区烟道水平段或省煤器灰斗堆积，在空气预热器内与硫酸氢铵黏积在蓄热元件冷段或中温段，使空气预热器堵塞。（5）由于蒸汽吹灰时疏水不畅，与积灰在空气预热器蓄热元件粘结，堵塞后增加吹灰次数或堵塞后水冲洗压力不够，或水冲洗时造成蓄热元件弯曲，造成堵塞。（6）空气预热器漏风的影响。空气预热器密封元件磨损或柔性密封脱落等原因，造成空气预热器漏风率升高，降低烟气温度，与烟气中的硫酸氢铵在冷段造成堵塞。空气预热器粘灰的解决方案方案一：利用旋转式暖风器技术提高空气预热器入口风温锅炉旋转暖风器是利用蒸汽加热空预器进口一二次风的热交换器。安装在送风机和一次风出口与空预器入口之间，使进入空预器的空气温度升高，在空预器冷段温度升高，从而可防止低温腐蚀。使空预器的传热温差减小，排烟温度升高。1-空预器本体，2-循环风管道，3-电动闸板阀，4-循环风机，5-输灰管道进口阀门，6-省煤器灰斗3.旋转暖风器优缺点：1）由于安装在风道中，结构紧凑，提高一二入口风温，减少空气预热器冷段腐蚀和堵塞。2）增加了风道的阻力，但是在夏季暖风器不投入运行时，可以翻转暖风器减少烟道阻力。3）如暖风器发生漏泄，如果暖风器泄漏的汽、水带入空预器之后，加速腐蚀和堵灰，更影响到锅炉的燃烧效率。4）暖风器的加热源为热蒸汽，损失了一部分热蒸汽的热能。方案二：利用空气预热器循环风防堵灰技术利用空预器自身产生的热风对冷端蓄热元件进行加热，在空预器本体上隔出一个循环风分仓，并安装循环风道，利用循环风机通过热段高温烟气进入空预器冷段，形成烟气循环。空气在循环风道中不断循环，循环风在空预器热端吸热，对冷端进行加热，放出热量，每循环一次完成一次吸放热，相当于利用空预器热端热量加热冷端。优势在于：1）循环风对进入烟气侧蓄热元件单独加热的方式可以使冷端温度提升幅度更大。2）由于循环风在循环过程中先放热后吸热，相当于既不放热也不吸热，对排烟温度影响较小。3）循环风在循环分仓内闭式流通，不影响一、二次风和烟气。结论：造成空气预热器堵灰粘结，脱硝系统运行的优化和煤质是主要原因，检查脱硝系统反应区催化剂活性和磨损及时更换，喷氨格栅堵灰清理，