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电厂锅炉SNCR+SCR脱硝系统运行常见问题

文章出处: 人气:发表时间:2020-07-03
我国是燃煤大国,燃煤产生的NOX是我国NOX污染的最大来源,据统计,若不加以控制,氮氧化物排放量在2020年将达到3000万t,给我国改善大气环境质量带来巨大压力与挑战。锅炉烟气脱硝是火电厂控制氮氧化物排放的重要手段,是在烟气脱硫之后的又一重要领域,因此非常有必要对脱硝系统运行中常见的问题进行归纳分析,提出解决的措施,为脱硝系统的安全经济运行提供技术指导。

1.脱硝技术概况

粤泷发电公司于2014年3月对锅炉进行了脱硝系统改造工程,采用SNCR+SCR混合脱硝技术。粤泷发电公司脱硝第一部分SNCR系统是在合适温度区间的炉膛中喷入还原剂尿素,尿素在炉膛中分解为氨和异氰酸,并与烟气中的NOX反应。未参加反应的氨逃逸至第二部分SCR系统的反应器,在反应器内的催化剂催化下进一步与烟气中的NOx反应,从而实现SNCR+SCR混合脱硝。

2.运行使用过程中常见问题及应对

我厂脱硝系统投运的一年多以来,发电厂氮氧化物排放量满足了环保指标,达到了预期的目标。但在一年多以来的使用过程中也常会出现一些设备异常或控制调整上失误而导致氮氧化物排放量超标、氨逃逸超标等问题。以下列举一些脱硝系统运行会碰到的问题,进行原因分析及提出解决方法。

2.1尿素溶液流量下降

我厂的脱硝系统设计为两台机组共用一个尿素溶液制备及输送系统,通过尿素输送泵将储存罐里50%浓度左右的尿素溶液打至两台机组各自的在线稀释系统,稀释后的尿素经喷枪雾化后进入炉膛与烟气中的NOX反应并生成无毒、无污染的N2和H2O。运行中,尿素溶液流量下降、偏低现象较为普遍,这异常情况的出现直接导致氮氧化物排放量超标。

(1)尿素溶液流量下降原因分析

尿素溶液输送系统的误操作和调整尿素溶液流量的失误都会直接导致尿素溶液流量的下降。另外,因两台机组共用尿素溶液输送系统,其中一台机组瞬时大量增加尿素溶液也会致使另一机组的尿素溶液流量下降。设备因素导致尿素溶液流量下降主要是尿素输送泵出力下降和尿素输送泵进口滤网、喷枪堵塞。

(2)尿素溶液流量下降的处理

因加减负荷和启停制粉而出现烟温变化而需要对尿素溶液流量进行调整时,应做到细心、耐心调整,同时机组间应做好及时的联系沟通,避免瞬时改变尿素流量而影响到邻机的氮氧化物排放量。

氮氧化物排放量的变化有一定的滞后性,如发现尿素溶液流量下降应抓紧时间检查运行的尿素输送泵出口压力有无变化,如泵出口压力下降,应立即切换进口滤网或切换尿素输送泵。如经上述处理,尿素输送泵出口压力仍无提高,应检查各喷枪就地流量是否正常、有无堵塞现象,同时联系维修清洗进口滤网、清通堵塞喷枪。

另外,还要视氮氧化物排放量的变化情况而增投喷枪及调整风量,以达到缓解氮氧化物排放量上升的目的。

2.2喷枪自退

喷枪自退情况包括有个别喷枪自退和整层喷枪全退,排除人为误操造成的喷枪退运,个别喷枪自退的原因主要是执行器故障所导致,而整层喷枪全退则更多来自热工保护动作所引起。个别喷枪的自退对锅炉氮氧化物排放量的影响不大,通过调整正常运行中的喷枪流量或加大尿素溶液总流量即可控制好氮氧化物排放量,而整层喷枪的全退则会引起氮氧化物排放量较大幅度的升高。

我厂的脱硝的喷枪布置位置都处于800-1100℃的炉膛烟道高温区域,投运和退运的喷枪均要求长期通入压缩空气以防止喷枪高温烧坏和保证喷枪正常的雾化效果。另外,尿素溶液和稀释水压力也均有一定要求,以确保脱硝效率。当压缩空气压力<0.5Mpa、尿素溶液压力<0.7Mpa和稀释水压力<0.7Mpa任一条件达到,均会保护工作而自退整层喷枪。

因此,如出现整层喷枪全退的情况,应立即检查压缩空气压力、尿素溶液压力、稀释水压力有无异常并尽快恢复正常,重新投入整层喷枪。如短时无法投入喷枪,还应通过降低负荷及调整风量的方法来缓解降低氮氧化物排放量的上升速度和幅度。

2.3氨逃逸率超标

氨逃逸率是指催化反应器出口烟气中氨的体积分数,它反映了未参加反应的氨量。氨逃逸率与氮氧化物排放量一样,是脱硝运行监视的两个重要参数,氨逃逸率之所以受高度重视,主要是逃逸了的氨增加了生产成本,造成环境的二次污染,腐蚀下游设备。

所以,脱硝系统的最佳运行状况就是氨逃逸率与氮氧化物排放量的有效协调。氨逃逸率与NOX/NH3混合效果有着密切的关联,烟气脱硝的尿素溶液喷枪分布点就是按照烟气流在烟道内的分布状况而设计,使NOX/NH3达到最佳混合效果,但烟气流的分布特性会随着锅炉负荷、启停制粉系统等因素发生变化。

氨逃逸率、氮氧化物排放量均具有一定的滞后性,氨逃逸率出现超标现象更多的来自于当氮氧化物排放量升高或超标情况下而大量增加尿素溶液流量所导致。因此,在负荷变化、启停制粉等工况变动引起烟气量变化时,应提前调整好尿素溶液流量和喷枪的合理运行组合方式。

烟气流的分布情况最直观的反映就是烟气温度,所以我厂根据不同工况下烟气流的分布情况和喷枪布置位置,作了以下规定:当锅炉屏式过热器后烟温两侧平均大于700℃、反应器进口烟温任一测点大于320℃时,应采用上层8支喷枪与补充层喷枪组合运行方式;当锅炉屏式过热器后烟温两侧平均在600-700℃时,应采用上层1-5号喷枪和前墙下层1-4号喷枪中的两支组合运行;当锅炉屏式过热器后烟温两侧平均小于600℃时,只投入下层1-4号喷枪。

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