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浅谈北元集团锅炉脱硝、脱硫的现状与对策

北极星环保网来源:清洁高效燃煤发电2016/11/29 8:44:27我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:烟气脱硫 CFB 空预器

(三)低氮燃烧和烟气脱硝(SCR)简介

陕西北元化工集团有限公司4×125MW机组对锅炉先进行低氮燃烧器改造,炉内的低氮燃烧器改造成功后,可大幅度减少SCR的运行的成本。锅炉在低氧燃烧的工况下,NOX生成量会大幅度降低。  而后进行脱硝改造,烟气脱硝装置采用选择性催化还原法(SCR)脱硝装置,反应器催化剂层数按2+1模式,初装2层,额定工况、设计煤种下脱硝效率不小于85%。脱销系统不设置烟气和省煤器旁路。还原剂采用液氨。

选择性催化还原法(SCR)原理——烟气和氨与空气的混合物在经过SCR装置的蜂窝式催化剂层时,烟气中的NOx和NH3、空气中O2发生化学反应,生成无污染的N2和H2O。其反应方程为:

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O

烟气脱硝系统根据下述要求进行设计:

a)脱硝工艺采用选择性催化还原(SCR)法。

b)4×125MW发电机组脱硝装置每炉设置两个反应器,脱硝反应器烟气处理能力为锅炉BMCR工况时的烟气量。两层脱硝效率按不低于85%(下层已预留反应器空间)。

c)脱硝系统不设置烟气旁路,保证脱硝装置在任何情况下不影响发电机组的安全运行。

d)还原剂氨气采用液氨制氨气的方式,现场设置氨区储氨罐存放液氨。

e)SCR装置可用率不小于98%。

f)SCR装置服务寿命为30年。

二、烟气脱硫和脱硝运行现状及事故分析

(一)脱硫运行现状及存在问题

1.脱硫灰不能实现再利用,原因:经过脱硫后的脱硫灰含硫量不稳定,水泥厂对于脱硫灰的调配较为困难,导致脱硫灰不能被有效利用,现今,对于脱硫灰的处理成为一个较为复杂的问题。

2.布袋使用寿命短(2年),运维成本大,布袋除尘对于粉尘排放极为重要,所以布袋的粉尘通过量直接影响粉尘排放浓度,由于布袋除尘器布袋的频繁破损,直接导致锅炉停炉进行布袋更换。

3.电石渣给料系统不能实现连续给料,造成吸收剂的浪费。原因:脱硫吸收塔电石渣给料器给料频率较快,现今调整SO2排放浓度时采取手动调整且间断给料,对于人工操作较为频繁及人工调整时不够稳定,对于脱硫灰的含硫量有较大影响。

4.单台引风机运行时无法建立床层;原因:我厂锅炉为双引风机运行,当一台引风机故障停运单台引风机运行时由于引风机出力有限,无法满足脱硫塔对于建立床层的要求,所以,单台引风机运行时脱硫必须退出运行。

(二)脱硫事故分析

1.脱硫吸收塔结块

1.1原因:吸收塔出口温度低,喷水量大,水枪雾化较差、烟气量较小等

1.2处理措施:提高吸收塔出口温度至85℃,更换进口水枪,开烟气再循环提高烟气量。

2.脱硫灰斗结块

1.1原因:灰斗蒸汽伴热温度低,水枪雾化较差、输灰不及时、硫化风管堵塞。

1.2处理措施:提高灰斗蒸汽伴热压力,停炉后及时进行输灰等,疏通硫化风管道。

(三)脱硝运行现状及存在问题

1.SCR反应区入口烟气温度偏低,导致锅炉低负荷情况及高加未投运时脱硝无法投运。

2.氨逃逸明显。

(四)脱硝存在问题的处理措施

例:2016年,№1炉空预器管束疏通后清理积灰过程中,空预器左侧水平烟道及零米地面有刺鼻味道,怀疑为氨气味道,用手持气体检测仪检测氨气报警为6ppm。经过仔细检查未发现氨气管道泄露,初步判断为清理下来的飞灰有氨气味道。清理完空预器地面湿飞灰后,经检测无氨气味道。

1.空预器管束疏通前检查时发现有以下两方面现象

1.1左侧下级空预器停炉后打开发现积灰潮湿。

1.2右侧空预器管束套管有铁锈。

2.空预器堵塞原因分析

2.1氨逃逸量大导致氨气与烟气中的水份、SO3反应生硫酸氢铵(NH4HSO4)和硫酸铵((NH4)2SO4),造成空预器管束腐蚀与堵塞。

2.2锅炉排烟温度低,接近露点温度,冬季期间烟气SO3与烟气中的水蒸气形成酸雾,最终与飞灰混合粘附在空预器管束中导致堵塞。

2.3锅炉一、二次风机暖风器泄漏,蒸汽从风道通过空预器漏点进入空预器管束造成堵塞。

3.脱硝运行存在的问题

3.1锅炉脱硝出口NOX控制偏低,公司要求不得超过100mg/m3,而运行控制中防止超标一般都控制在30-80  mg/m3,而净烟侧NOX一般在50mg/Nm3以下。

3.2脱硝出口氨逃逸测点故障已久,检修人员告因为环境温度高导致,分厂已走零星维修单技改通风窗口,但公司一直未技改,运行人员无法检测氨逃逸值。

3.3脱硝喷氨自动故障长期未投,运行人员手动操作NOX控制波动大。

4.措施

4.1尽快处理脱硝出口氨逃逸测点,以便运行人员监视。

4.2技改一、二次风机入口风口为室内风口,以便冬季环境温度低时切换使用。

4.3现二次风机暖风器已堵一半左右且频繁泄漏,为冬季运行带来隐患,对暖风器进行更换或者技改为电加热暖风器。

4.4选用低硫份入炉煤。由于运行中烟气流经催化剂后,烟气中SO2氧化为SO3的比率基本不变,因而,随入炉煤硫份的增加,硫酸氢氨的生成物增加,只能通过控制入炉煤中的硫份来控制硫酸氢氨。

延伸阅读:

火电厂脱硫脱硝脱汞等污染物控制技术研究进展

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