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循环流化床锅炉脱硝改造异常的原因分析与解决方法

北极星环保网来源:循环流化床发电 范玲萍2019/1/3 9:05:04我要投稿

北极星环保网讯:锅炉中过热器、再热器、蒸发器、省煤器是锅炉中重要的受压元件,也是对超温较为敏感的部件,有效地监测这些重要部件的温度分布,是保证锅炉安全稳定运行的关键所在。另外,温度分布测量对于大型锅炉的在线监测、优化燃烧、合理布置炉内SCNR及SCR脱硝、降低NOX排放等方面亦有重要意义。但是,据电厂运行人员反馈,锅炉受热面现场温度分布测量数据与锅炉性能设计的温度分布经常存在偏差。因此,本文分析了导致温度测量偏差的原因,提出一些建议,为后续锅炉的温度分布测量提供一定的借鉴作用。

1锅炉机组概述

浙江某厂2010年采购了3台220t/h循环流化床锅炉。锅炉为自然循环、单压、燃煤、半露天布置的循环流化床锅炉,主要参数为:额定蒸发量为220t/h,最大连续蒸发量为240t/h,额定蒸汽温度为540℃,额定蒸汽压力为9.8MPa.g。锅炉由一个膜式水冷壁炉膛,两个蜗壳式汽冷旋风分离器和一个尾部竖井烟道组成。其中,尾部竖井烟道上部有包墙过热器包覆,下部由护板烟道组成。在炉膛的中上部,沿炉膛的宽度方向在炉膛前墙布置2片水冷屏及4片屏式过热器,在尾部竖井里布置有高、低温过热器以及省煤器。

随着国家环保政策对NOX排放日益严厉,为了降低锅炉NOX排放指标,2016年该厂首先对3#循环流化床锅炉进行尾部SCR脱硝改造。原循环流化床锅炉尾部竖井烟道的省煤器布置如图1所示,省煤器管组原设计为三组。现场在240t/h最大连续蒸发量的负荷运行情况下,第一组与第二组之间的实际测定烟气温度为370℃-380℃,此温度刚好为SCR最佳脱硝温度区间。

QQ截图20190103090159.jpg

由于实际测得最大负荷情况下,第一组省煤器出口烟气温度刚好为最佳脱硝温度区间,故改造方案是原有第一组省煤器管组保持不变,第二组省煤器移除作为SCR的布置区域,第三组光管省煤器更换为H型鳍片省煤器。通过调整第三组省煤器布置结构,保证改造完锅炉性能不发生改变。改造后循环流化床锅炉尾部竖井烟道的省煤器布置如上述图2所示。

QQ截图20190103090149.jpg

本次改造方案于2016年11月完成。改造完成,锅炉现场运行发现:满负荷运行时SCR区域烟气达到430℃,即使在80%负荷运行时SCR区域烟气亦达到410℃,均高于催化剂的使用温度300℃-420℃。

2原因分析及误差评估

通过采集现场数据及分析,发现改造后温度偏高的原因为:省煤器改造前现场烟气温度测试失真,误导尾部SCR的脱硝改造。改造前现场测量数据与实际烟气温度存在较大偏差的原因为:对高温烟气进行测量时,测点周围存在温度较低的受热面,受冷辐射背景影响,造成测量温度比实际气体温度低。下面将从理论上对该测量误差进行评估。

当采用测温元件对烟气进行测温时,测温元件从烟气获得热量,并通过背景辐射对环境散失热量。当环境的温度与烟气的温度接近时,温度测量元件与背景之间的辐射换热可以忽略,此时,测温元件所测温度与烟气实际温度相等,测量误差很小,测量准确度高。

延伸阅读:

循环流化床锅炉烟气脱硝技术研究

3×75t/h循环流化床CFB锅炉低氮燃烧改造

循环流化床锅炉SNCR+SCR联合脱硝流场优化研究

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