SCR脫硝系統(tǒng)對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)性的影響
【SCR脫硝設(shè)備www.hjedu.org.cn】火電廠SCR煙氣脫硝裝置用于脫除煙氣中的氮氧化物(NOx)。 這種技術(shù)通過向煙氣中噴灑氨(NH3)作為還原劑，還原劑與煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生無(wú)害的氮?dú)?N2)和(H2O)，從而達(dá)到去除氮氧化物的目的。 但是SCR脫硝裝置對(duì)鍋爐也有一定的影響。
目前，煙氣脫硝的主流技術(shù)之一——選擇性催化還原(selective catalytic reduction, SCR)被廣泛應(yīng)用于許多在建電廠。 SCR脫硝裝置脫硝效率可達(dá)85%以上，可滿足嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。 如果鍋爐設(shè)計(jì)燃煤燃燒后產(chǎn)生的煙氣NOx含量較高，SCR煙氣脫硝裝置可以保證煙氣脫硝效率，大大降低煙氣NOx排放量。
1. SCR脫硝技術(shù)原理
“選擇性催化劑還原煙氣脫硝”技術(shù)，其主要化學(xué)反應(yīng)如下:
4nh3 + 4no + O2 - > 4n2 + 6h2o
4nh3 + 2no2 + O2 - > 3n2 + 6h2o
反應(yīng)產(chǎn)物是環(huán)境友好的水和氮，但只有在800℃以上的條件下才有足夠的反應(yīng)速度，工業(yè)應(yīng)用時(shí)必須安裝與反應(yīng)有關(guān)的催化劑，在催化劑作用下的反應(yīng)溫度要到400℃左右， SCR脫硝體系催化劑的工作溫度是一定范圍內(nèi)的，當(dāng)溫度過高(> 450℃)，催化劑會(huì)加速老化; 當(dāng)溫度在300℃左右時(shí)，在相同催化劑的作用下，還會(huì)發(fā)生另一種副反應(yīng):
2so2so3 + O2 - > 2
Nh3 + h2o + so3 - nh4hso4
即氨鹽的形成，該物質(zhì)具有粘性，容易粘結(jié)在催化劑和鍋爐尾部受熱面上，影響鍋爐運(yùn)行。 因此，只有當(dāng)催化劑環(huán)境煙氣溫度在300-420℃之間時(shí)，才允許噴氨脫硝。
2. SCR系統(tǒng)對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響
長(zhǎng)期運(yùn)行后,發(fā)現(xiàn)當(dāng)前飼料和誘導(dǎo)通風(fēng)的粉絲們單位增加,能耗增加,二次空氣之間的壓力差和空氣預(yù)熱器煙氣進(jìn)口和出口的增加從0.5 - -1.1 kpa 1.5 - -2.2 kpa 50% - -100%負(fù)載條件下,排氣溫度也隨之升高。安裝SCR脫硝裝置后，實(shí)際運(yùn)行對(duì)鍋爐系統(tǒng)還有其他影響。根據(jù)實(shí)際參數(shù)和運(yùn)行情況，總結(jié)如下:
2.1 SCR脫硝方式對(duì)鍋爐效率的影響。
(1)安裝SCR脫硝系統(tǒng)后鍋爐的熱損失主要是脫硝系統(tǒng)后會(huì)使煙氣溫度降低6℃左右，對(duì)鍋爐效率會(huì)有一定的影響。
(2)空氣預(yù)熱器換熱元件堵塞，排煙溫度升高，引風(fēng)機(jī)耗電量增加。氨和三氧化二硫
反應(yīng)生成硫酸氨。硫酸氫銨在180 ~ 200℃的溫度環(huán)境中粘性,因此在高溫和低溫空氣預(yù)熱器煙氣中的灰塵容易容易堅(jiān)持硫酸氫銨在空氣預(yù)熱器,傳熱表面污垢,空氣預(yù)熱器傳熱元件,空氣預(yù)熱器,排煙溫度的換熱效果較高，是造成鍋爐效率降低的主要原因。
(3)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率增大。煙氣經(jīng)過SCR脫硝系統(tǒng)后壓降會(huì)增加約800Pa，為了使?fàn)t膛內(nèi)壓平衡，抽風(fēng)機(jī)的輸出量會(huì)增加，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器內(nèi)壓降低，空氣預(yù)熱器空/煙壓差增大，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率增加，鍋爐效率降低。
2.2對(duì)煙道阻力的影響。
SCR脫硝裝置增加了煙氣的阻力約800 pa和蜂窩狀催化劑的體積火山灰堵塞,隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),更嚴(yán)重的堵塞,催化劑的程度將導(dǎo)致能耗的增加的抽風(fēng)機(jī),SCR脫硝系統(tǒng)不是旁路系統(tǒng)設(shè)計(jì),如果催化劑堵塞嚴(yán)重，將直接影響鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2.3對(duì)空氣預(yù)熱器的影響。
SCR脫硝裝置對(duì)空氣預(yù)熱器的作用更為突出。其主要原因是硫酸氨的腐蝕和粘附。硫酸銨氫與灰塵一起附著在空氣預(yù)熱器的換熱元件上，不僅降低了換熱效果，而且在空氣預(yù)熱器的低溫段產(chǎn)生低溫腐蝕，造成空氣預(yù)熱器內(nèi)積灰。SCR脫硝裝置氨逸出率一般設(shè)計(jì)不超過3ppm。當(dāng)逃逸率超過設(shè)計(jì)值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的氨水硫酸氫，造成空氣預(yù)熱器嚴(yán)重堵塞，造成吸入風(fēng)機(jī)功耗增加，一次風(fēng)機(jī)母管壓力波動(dòng)。另外，燃燒高硫煤時(shí)，煙氣中SO3含量較高，空氣預(yù)熱器低溫段可能有硫酸溶液凝結(jié)在換熱元件上，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器低溫腐蝕。
3. 采取有針對(duì)性的措施
針對(duì)以上情況，為了弱化SCR脫硝對(duì)鍋爐的負(fù)面影響，我們總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，借鑒了其他廠的技術(shù)措施，在實(shí)際運(yùn)行中采取了以下措施:
3.1減少SCR脫硝催化劑積灰。
在煙氣粉塵的內(nèi)容與煤的灰分含量有很大的關(guān)系和燃燒調(diào)整,但脫氮催化劑的火山灰堆積影響因素也有關(guān)省煤器灰釋放系統(tǒng)的操作和吹灰裝置安裝在脫氮裝置。省煤器除灰系統(tǒng)不能正常工作，會(huì)使大量粉塵進(jìn)入脫硝催化劑，即使加強(qiáng)脫硝系統(tǒng)的吹吹也無(wú)法避免蜂窩催化劑的堵塞。脫硝裝置用吹灰器有聲波吹灰和蒸汽吹灰兩種方式。聲波吹灰器在灰量小的時(shí)候效果比較明顯，可以完全吹走角落的灰。但當(dāng)灰量較大時(shí)，耙式蒸汽吹灰器能起到很好的作用。
3.2空氣預(yù)熱器換熱元件及沖洗改造
SCR脫硝工藝中安裝的空氣預(yù)熱器需要特殊的設(shè)計(jì)，以防止低溫段的腐蝕、灰堵和清洗。為防止空氣預(yù)熱器結(jié)垢，或空氣預(yù)熱器堵塞導(dǎo)致強(qiáng)制停爐事件，空氣預(yù)熱器低溫?fù)Q熱元件應(yīng)采用搪瓷表面換熱元件。為避免在運(yùn)行過程中空氣預(yù)熱器嚴(yán)重堵塞導(dǎo)致鍋爐停機(jī)事件的發(fā)生，在空氣預(yù)熱器的選擇上可以考慮采用雙介質(zhì)吹灰器(蒸汽和水)，從而實(shí)現(xiàn)空氣預(yù)熱器的在線水洗。正常運(yùn)行時(shí)用蒸汽定期吹灰，空氣預(yù)熱器堵塞嚴(yán)重時(shí)用高壓水沖洗。如果空氣預(yù)熱器傳熱元件不是用搪瓷做的，投資SCR脫硝系統(tǒng)半年后會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞。因此，一般需要將空氣預(yù)熱器換熱元件的低溫段更換為搪瓷管空氣預(yù)熱器。
3.3加強(qiáng)吹灰，定期清洗和保養(yǎng)空氣預(yù)熱器
SCR脫硝系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，催化劑和空氣預(yù)熱器的堵塞是不可避免的。因此，有必要加強(qiáng)SCR反應(yīng)器區(qū)域和空氣預(yù)熱器的吹灰，特別是在空氣預(yù)熱器的低溫段。當(dāng)發(fā)現(xiàn)煙道阻力增大時(shí)，應(yīng)及時(shí)清洗催化劑。如果空氣預(yù)熱器進(jìn)出口壓差增大，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)空氣預(yù)熱器或水沖洗。從而從根本上解決了更換搪瓷管空預(yù)熱器的問題。
3.4控制氨逸出率
為了降低脫硝裝置運(yùn)行對(duì)鍋爐的影響，對(duì)硫酸氨生產(chǎn)的控制至關(guān)重要。硫酸氨生產(chǎn)的反應(yīng)速率主要與溫度、氨、SO3和煙氣中水分含量有關(guān)。火電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中無(wú)法控制鍋爐煙氣中SO3和水的含量。因此，必須嚴(yán)格控制氨逸出率。
(1)嚴(yán)格控制注氨量，防止氨氣過量造成氨逸出。正常情況下，氨逸出率應(yīng)控制在3ppm以上，以確保計(jì)量設(shè)備的正確、全時(shí)投入，并加強(qiáng)維護(hù)。
(2)保持催化劑活性。SCR脫硝催化劑的使用壽命一般在5 ~ 6年，SCR脫硝裝置設(shè)計(jì)為2+1，當(dāng)脫硝效率達(dá)不到設(shè)計(jì)值或不能滿足國(guó)家環(huán)保排放要求時(shí)，為了保證鍋爐的安全運(yùn)行，需要清洗催化劑或安裝催化劑備份層。
(3)加強(qiáng)對(duì)空氣預(yù)熱器進(jìn)出口壓差的監(jiān)測(cè)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)空氣預(yù)熱器進(jìn)出口壓差增大時(shí)，及時(shí)減少了氨噴射量，增加了空氣預(yù)熱器低溫段吹灰次數(shù)。采用SCR脫硝裝置，通過限制氨逸出量和催化劑SO2/SO3氧化速率來控制鍋爐尾部受熱面(主要是空氣預(yù)熱器)的結(jié)垢、堵塞和腐蝕。通過減小煙長(zhǎng)來控制鍋爐的散熱面積，從而控制對(duì)鍋爐熱效率的影響;對(duì)引風(fēng)機(jī)的影響(即鍋爐煙氣阻力的增加)可以通過合理設(shè)計(jì)煙氣形狀、合理選擇煙氣流量、安裝導(dǎo)流裝置、縮短煙氣長(zhǎng)度等來控制。【上海SCR脫硝處理設(shè)備www.hjedu.org.cn】上海優(yōu)悠環(huán)保科技是脫硝設(shè)備,SCR/SNCR脫硝工程,SCR脫硝系統(tǒng),NOx氮氧化物處理設(shè)備,鍋爐,加熱爐,熱處理爐,發(fā)電機(jī)組等尾氣脫硝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家.SCR脫硝處理設(shè)備，加熱爐脫硝設(shè)備，鍛造爐脫硝設(shè)備，工業(yè)熱處理脫硝設(shè)備，SCR系統(tǒng)裝置，廢氣SCR處理等環(huán)保設(shè)備，更多技術(shù)請(qǐng)聯(lián)系本公司。
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