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改造案例之宜兴华润热电锅炉三次风改乏气送粉与脱硝优化

北极星环保网来源:清洁高效燃煤发电 黄国强2017/1/5 9:12:27我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硝 SNCR 脱硝系统

北极星环保网讯:宜兴华润热电有限公司通过将三次风引入一次风的半乏气送粉改造,大幅提升了低氮燃烧效果,解决了不同侧制粉系统运行对低氮燃烧和脱硝带来的巨大差异,改善了尾部烟道流场分布不均,使脱硝还原剂尿素耗量和氨逃逸大幅下降,空预器严重堵灰现象得到控制。

1前言

锅炉脱硝改造后由于烟气流场不均和氨逃逸大,很多电厂普通存在脱硝改造后空预器腐蚀堵灰的问题。对于采用尿素作为还原剂的SNCR+SCR耦合脱硝法的锅炉,由于流场分布不均更差,空预器发生堵灰的情况也更加严重。宜兴华润热电有限公司260t/h锅炉脱硝后,通过实施三次风半乏气送粉改造,以及尾部尿素喷枪的优化改造,使耦合脱硝系统的运行得到大幅优化,也使脱硝改造后存在空预器堵灰问题得到了根本性的根治。

2概述

宜兴华润热电有限公司2×60MW机组,锅炉是无锡锅炉厂制造的UG-260/9.8-M型高温、单锅筒、自然循环、“Ⅱ”型布置的固态排渣煤粉炉。制粉系统采用中间储仓式热风送风。

脱硝系统采用SNCR+SCR耦合脱硝技术,还原剂采用尿素溶液,SNCR部分采用喷枪向炉膛喷入尿素溶液,热解后生成氨气在高温区产生SNCR还原反应,将NOX还原成氮气,未反应完的氨气流向尾部SCR催化剂内,继续与剩余的NOX进行反应,从而实现脱硝的目的。

脱硝

3脱硝改造后存在问题

(1)两台炉脱硝系统运行,90%负荷率下尿素耗量达8.5吨,严重超出设计耗量(设计尿素耗量100%负荷下每小时120kg,两台炉一天额定负荷下设计耗用5.76吨)。

(2)两台炉脱硝系统氨逃逸运行中经常处于爆表状态(16ppm以上),且尿素溶液热分解不充分,低温空预器、水平烟道、电除尘内部积灰结垢严重,两台炉电除尘一电场由于积灰已不能正常投运,烟尘排放已受到环保考核,公司承受较大的环保压力。

4三次风半乏气送粉改造

4.1问题分析与调研

上述存在的两个问题已严重影响到宜兴华润锅炉与电除尘的安全经济运行,加以解决已是迫在眉睫。

宜兴项目#1、2锅炉(260t/h)分别于2012年10月和2013年12月间进行了低氮燃烧器改造,锅炉一次风燃烧器为直流燃烧器,正四角切圆布置,中\上层二次风切圆反切布置。喷嘴按进风性质分为一、二、三次风、SOFA风口(自上而下排列为上SOFA、下SOFA、上三、下三、上二、上一、中二、下一、下二风)。其中三次风四角进风,A制粉系统三次风布置在上层,B制粉系统三次风布置在下层。

宜兴项目制粉系统采用中间贮仓式热风送粉制粉系统,其三次风喷嘴布置在主燃区的上层区域,由于三次风率大,风速高,磨煤机的投停会使炉膛出口烟气中NOx的浓度波动范围较大,炉膛出口烟温异常,而且飞灰含碳量增加。

分析其原因主要是:在保持入炉总空气量不变的前提下,三次风的投入会分流部分其下部主燃烧区的空气量(三次风率即为分流的空气份额),虽然有利于下部主燃区中煤粉欠氧燃烧抑制NOx的生成,但是随着三次风的投入特别是在一炉两磨运行的时候,由于30%-40%的三次风率投入主燃区上层区域,导致主燃区中下部区域的二次风风量减小,主燃区的煤粉空气量不足,大部分煤粉只能在锅炉上部区域燃烧,导致火焰中心上移,飞灰可燃物增加,燃烧效率降低;

同时大量的温度较低三次风在上部主燃区上部投入,特别是一炉两磨运行时,叠加在一起的低温三次风射流会稀释下部一次风中煤粉燃烧产生的高温烟气,减缓煤粉中焦炭燃烧速度,也使得火焰中心上移,飞灰可燃物增加,从而降低了SNCR效率。

2014年11月,通过与浙江大学热能研究所沟通讨论,决定将原一次风送粉改造为三次风半乏气送粉,提出将减少三次风送入主燃烧区提升低氮燃烧器低氮效果的解决方案。同时赴杭州半山电厂考察,确认通过三次风改接入一次风的改造,能较好的提升低氮燃烧器的低氮效果。

延伸阅读:

燃煤锅炉烟气同时脱硫脱硝技术研究与进展

上海漕泾燃煤电厂1000MW机组宽负荷脱硝研究与应用案例

超低排放之高效双混SCR烟气脱硝技术及工程应用

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