【技术干货】CFB锅炉SNCR脱硝技术常见问题及对策-第2页-北极星大气网

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2SNCR 脱硝系统存在问题及对策分析

系统试运行主要试验数据对比见表1。

2.1氨水耗量偏大的问题

1)脱硝系统投运初期,在高负荷时发现氨水消耗量偏大。经测试发现,锅炉原始NOx排放随燃烧工况波动较大(主要是氧量),高出原设计值约50mg/m3,最高时达到350mg/m3。控制同样的排放指标,需要消耗更多的氨水。

基于此,对CFB锅炉进行了燃烧优化调整,在保证锅炉正常运行前提下,对锅炉运行氧量、一二次风配比、上下二次风分配进行了调整,保证了CFB锅炉炉膛密相区的还原性气氛,使得氮与氧反应生成燃料型NOx的量得到有效控制,从而在源头降低了锅炉NOx排放值。锅炉运行氧量与脱硝效率的关系(250MW负荷,其他条件相同)如图3所示,在

50MW负荷时,保持脱硝系统运行条件相同,锅炉燃烧侧改变氧量运行;随着运行氧量的降低,NOx排放值逐渐降低,脱硝效率逐渐升高。

2)脱硝系统设计稀释后入炉氨水浓度约5%,

实际运行发现锅炉负荷大于250MW时该浓度基本合适;但是当负荷降低至250MW以内时,如果仍然按照稀释至5%浓度控制,还原剂消耗量并未有明显降低。相反大幅降低氨水量,则NOx指标失控。

经过调试对比发现,只降低氨水量不提高稀释水量,造成总的入炉氨水溶液量降低。这不利于氨水溶液在烟道内扩散,还原剂与烟气混合均匀性变差,影响脱硝效果;而在总的氨水溶液量有保证前提下,适当降低氨水耗量,提高稀释水比例(稀释后浓度控制在3%),脱硝效果满意,同时也降低了20%浓度氨水耗量[11]。氨水浓度与脱硝效率的关系(200MW)如图4所示,在200MW左右低负荷时,入炉氨水浓度控制在3%左右更有利于提高脱硝效率(见表1,典型工况B1与F1的数据对比)。

2.2脱硝效率偏低的问题

系统投运初期,发现脱硝效率偏低,系统效率在40%~50%,达不到设计值70%的要求;同时远低于同类工程的脱硝效率,在低负荷时情况尤为突出。

经过现场研究发现,主要是喷枪布置位置存在问题(同时也有喷枪雾化效果差、燃烧侧运行参数不合理等因素)。原喷枪位置布置时考虑水平烟道较长且存在积灰情况,喷枪在水平烟道两侧布置,且位置较高,呈对冲状。喷枪布置位置优化示意如图5所示。

经过优化布置,采用同截面错列对冲布置,并在水平烟道的顶部布置一只喷枪,达到烟道截面还原剂的全覆盖,从而保证喷入烟道还原剂和烟气的充均匀混合。采用该布置方法后,脱硝效率明显提高,达到70%以上,同时节约了还原剂耗量,具体对比数据见表1(典型工况B5与F5的对比)。

2.3氨逃逸偏高问题

SNCR脱硝过程若还原剂不能充分利用,会造成氨逃逸。NH3是高挥发性和有毒物质,氨的逃逸会造成新的环境污染,国家环保相关法规和技术规范(HJ563—2010,GB14554—1993)要求逃逸氨浓度小于8mg/m3[12-13]。同时,氨逃逸后容易和烟气中SO3结合形成硫酸氢氨或硫酸氨,黏附在灰尘中,附着在烟道尾部的空预器上,造成空预器堵塞甚至腐蚀。所以,SNCR脱硝系统氨逃逸值愈低愈好。试运中发现氨逃逸量不稳定,在4~10mg/m3波动,甚至存在超标现象,同时伴有脱硝效率偏低、氨水消耗量大的问题。

1)喷枪雾化空气压力偏低,原喷枪设计雾化空气压力0.45MPa,实际检查发现系统压力最低时仅0.25MPa,是由于雾化空气管道入口滤网堵塞所致。雾化空气压力低、流量小导致喷枪雾化效果差,还原剂不能与烟气充分混合,一部分还原剂随烟气直接排放,进而导致脱硝效率低、氨水耗量大、氨逃逸量增加。

2)喷枪枪头堵塞,系统运行中对流量显示偏低的部分喷枪进行了检查。发现喷枪脏污堵塞现象,造成喷枪雾化效果差,并影响脱硝效果。经现场查看分析,是由于系统管道残留物和氨水携带的杂质造成,后期加强系统管道排污、氨水品质控制,并定期检查喷枪雾化效果(每周一次),问题得到解决。通过采取以上措施,系统脱硝效率明显提高,氨逃逸量显著降低并保持稳定(见表1工况F1~F6,NH3逃逸值可以控制在3mg/m3以内)。

3结语

本工程应用实例表明,CFB锅炉SNCR脱硝系统的设计及运行中,喷枪布置位置选择、氨水稀释浓度控制、喷枪雾化效果都是重要因素,应重点考虑。同时,CFB锅炉本身具有低氮燃烧的特性,可以在锅炉燃烧过程中进行优化,从源头控制NOx的生成量,从而节约脱硝成本。CFB锅炉作为资源综合利用电站的首选,是煤粉炉发电机组的有效补充,控制NOx的排放仍是今后一项重要而紧迫的任务。随着国家环保标准的日益严格,SNCR脱硝技术将会在CFB脱硝领域朝着超净排放方向进一步发展。

延伸阅读：

循环流化床机组烟气脱硝控制系统改进

原标题：CFB锅炉SNCR脱硝技术常见问题及对策

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