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电厂SCR脱硝装置堵塞原因及声波吹灰器应对措施

2021-03-31 14:47

目前,我国大型燃煤电厂在脱销环节多选用选择性催化还原SCR脱硝工艺外加还原剂将烟气中的氮氧化物还原为氮气和水。多数SCR脱硝装置采用高灰布置,在长期运行过程中,脱硝系统各个设备及下游空气预热器积灰堵塞问题往往难以避免,同时催化剂是还原反应中的核心部分,受烟气成分、流场、运行方式等影响,催化剂大面积堵塞损坏严重,严重影响脱硝效率。

下面对发生堵塞可能的各种原因及措施进行了简单总结,便于参考:

一、堵塞原因

1.1大颗粒灰的影响

国内SCR脱硝装置多采用高尘布置,大颗粒飞灰堵塞是威胁脱硝装置安全稳定运行的重要因素。催化剂的节距有限,来自SCR反应器上游的大颗粒飞灰或者板结成片状的飞灰往往比催化剂的孔道要大,无法正常通过催化剂,日积月累会在催化剂表面形成积灰。

1.2 烟气灰分的影响

烟气中的灰分是催化剂类型和节距选型重要的参考依据。电厂常规实际运行煤质灰分高于机组设计煤质灰分值,超过催化剂孔道过灰能力,增大催化剂堵塞的风险。此外,烟尘中碱性金属氧化物含量较高时,烟气的黏附性强,较易黏附在烟道及反应器设备上。

1.3 烟道流场不均匀的影响

烟道流场分布不均匀,未进行低氮燃烧器改造,没有增加燃尽风和减少屏式过热器面积,容易引发脱硝装置内各区域发生积灰堵塞问题。

1.4 机组运行参数波动的影响

机组负荷、运行控制、煤质、上游吹灰系统等进行运行调整时,机组运行参数发生变化,引起烟气流场的波动,导致瞬时灰分过大而引起局部区域积灰,尤其是运行参数频繁发生波动时,堵塞问题更为显著。

1.5机组低参数运行的影响

机组深度调峰或低负荷运行时,特别是冬季工况,烟气温度整体降低,考虑进口烟道温度偏差为20~30,反应器部分区域烟气温度处于最低连续运行烟温以下时,催化剂微孔内会发生副反应生成硫酸氢铵,使得烟气中的灰黏结成块,形成孔道内积灰,降低催化剂的活性。

1.6空气预热器堵塞问题分析

空气预热器低温段温度较低,容易产生结露形成弱酸,造成换热元件材料的腐蚀并黏结飞灰。烟气流速及所携带的大量飞灰对换热元件的附着物产生冲刷作用,当冲刷强度低于飞灰的黏结速率时,黏附附着物便会不断增长,从而造成堵塞。

二、应对措施

2.1合理进行脱硝系统设计

合理进行脱硝系统设计,优化大灰滤网结构和布置,防止大颗粒飞灰进入SCR反应器。

2.2优化入炉煤煤质条件

尽量燃用低灰、低硫分煤种,做好煤质掺配,从源头解决烟气运行条件。

2.3优化流场分布

计算SCR入口烟气流速及流场分布,合理确定导流板的安装位置和数量。

2.4调整催化剂节距、类型等

催化剂本身也是一个很好的整流装置,往往可以通过更换最先接触烟气的催化剂层的节距或类型,如蜂窝式改为平板式催化剂,来解决积灰问题。核算催化剂使用温度等级,采取合适的提温措施,如省煤器烟气旁路、省煤器分级设置和省煤器流量置换等措施,降低催化剂堵塞风险。

2.5保证吹灰装置效果

设置足够数量的吹灰装置,让声波吹灰器产生的振动能均匀地覆盖整个烟道,保证压缩空间的压力和品质,调整声波吹灰器工作频次,与锅炉吹灰协调进行。

2.6进行燃烧调整

降低飞灰可燃物含量,避免积灰烧结现象。严格监视氨逃逸量和NOx的排放浓度,合理控制喷氨量在规定范围。对于空气预热器堵塞,适当提高烟气温度,加强空气预热器的吹扫,延长空气预热器吹扫时间。

2.7控制好SCR入口烟温

当SCR系统在低于最低连续运行温度而高于最低喷氨温度条件下运行时,系统可能会产生硫酸氢铵,硫酸氢铵生产易造成催化剂堵塞。因此,应控制好SCR入口烟温,保证SCR系统在最低运行温度和最高运行温度之间运行。

2.8优化省煤器灰斗输灰系统

在运行过程中确保省煤器灰斗输灰系统正常运行是确保催化剂不堆灰的必要条件之一。

2.9停炉清堵

利用停机机会开门检查催化剂积灰情况,及时清理SCR各层及钢梁、导流板积灰,确保催化剂通道畅通,更换积灰严重的催化剂。