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锅炉空预器进行脱硝改造后 对锅炉性能会有哪些影响

北极星环保网来源:热电论坛2017/7/12 10:56:31我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:空预器 SCR SNCR脱硝

北极星环保网讯:不论是SCR还是SNCR脱硝方式,都是向烟气中喷入氨水、液氨、尿素等产生氨气的物质,依靠NH3和烟气中的NOx反应,将其还原为氮气。

SNCR脱硝

但是,使NH3完全反应掉是很难的。残余的氨气成分会和烟气中的SO3和水蒸汽反应,会生成硫酸铵和硫酸氢氨,

硫铵〔(NH4)2SO4〕在预热器段烟气温度范围内(450℃以下)为固体粉末状,而且要在氨气残余成分很高时(一般NH3达数十个ppm体积浓度时)才大量生成,生成的量很微少,包容在灰中,对预热器几乎没有影响。

硫酸氢铵(NH4HSO4)在所有氨气成分的燃煤锅炉烟气中均存在,硫酸氢铵从气态向液态转变的温区正好处在流经预热器部分的烟气温区。

所以在机组增加脱销设备后,必须同步的对预热器进行改造,采用高冷端的镀搪瓷传热元件,并增加双介质的吹灰系统。

空预器进行改造后,将对锅炉的性能可能有如下影响:

1.烟气温度的影响

在机组运行脱销系统以后,SCR催化剂提高了SO2向SO3的转化率,因而预热器冷端腐蚀有所加剧。为保护预热器后面的设备(如静电除尘器、烟道等),适当提高锅炉排烟温度有利于保护这些设备,在烟气中,由于氨气含量很低,烟气成分变化不大,在省煤器出口烟气温度变化不大时,预热器通过追加热端换热面,排烟温度一般不受影响。但如果冷段堵塞未及时清理,会使排烟温度有所上升,但不足以会危及锅炉安全运行。

在锅炉低负荷工况时,烟气温度降低,氨气逃逸率上升,导致硫酸氢铵沉积带向预热器热端漂移,可能会引起预热器热端堵塞。故我们一般只计算低负荷及最恶劣工况金属温度场,如此工况满足其余工况必然满足。

2.压差阻力的影响

由于传热元件总高增加,预热器烟空气阻力通常增加150-200Pa,但如果冷段堵灰,阻力上升较明显。通常在氨气浓度1ppm以下时,硫酸氢铵生成量很少,故预热器堵塞现象不明显,如NH3逃逸增加到2ppm,日本AKK的测试表明,预热器在运行6个月,阻力约增加30%,如NH3逃逸增加到3ppm,预热器在运行6个月,阻力约增加50%。这对风机的影响较大。

3.对预热器漏风的影响

SCR的使用通常使预热器烟气侧负压增加1Kpa左右。如使用换热系数不高的传热元件作为冷端元件,为达到同常规预热器相近的排烟温度,需增加预热器换热元件总高,这一般会使预热器烟空气阻力略有上升。

预热器烟空气压力差增加不可避免地造成预热器漏风率上升,通常对30万等级锅炉预热器,计算表明,漏风率增加量为0.5-0.8%;对60-70万等级锅炉预热器,漏风率增加量为0.4-0.6%,由于目前预热器均采用完善的双道密封系统,烟空气压差的影响较早期的单道密封预热器为小,预热器漏风率总体上来讲上升轻微。

4.烟气灰分的影响

烟气中灰分很少时,硫酸氢铵在液相区以液滴形式存在,当燃料灰份/硫份比值小于7时,灰分只能吸附部分硫酸氢铵液滴,但灰粒的黏性非常大,和部分纯硫酸氢铵液滴一起吸附到换热元件表面上;当燃料灰份/硫份比值大于7时,烟气中灰尘在均匀弥散分布时,几乎可以吸附所有硫酸氢铵液滴,此时灰分的黏性也远比无硫酸氢铵液滴时为大。

一般在燃料成分满足灰份/硫份比值大于7时,预热器冷端传热元件入口设防温度可以适当降低,幅度通常是22℃(40F)。

脱硝装置(SCR或SNCR)布置在预热器前部烟道中时,如燃多灰燃料(如煤),称之为高尘布置。脱硝装置布置在除尘器以后烟道中或在不满足灰份/硫份比值大于7的烟道中(即使在预热器前部)都称为低尘布置。

灰分高并不总是意味着预热器的工况变得安全了。保证残余NH3在烟气中均匀分布也非常重要,对氨气喷入、反应和离开脱硝装置后的分布均匀性要进行良好控制,避免出现局部过高浓度区。为保证烟气成分均匀,烟道中采用导流设备是很有必要的。

延伸阅读:

CFB锅炉SNCR烟气脱硝空预器堵塞原因分析及处理

SCR法烟气脱硝改造后基硫酸氢铵造成的空预器堵塞治理实践

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