烟气脱硝装置对锅炉运行的影响

在火电厂中燃料还是主要以煤为主而煤的燃烧会产生大量粉尘等废弃物所以火力发电厂应当对如何优化生产技术减少对不可再生资源的消耗降低对生态环境、自然资源的破坏进行思考研究与技术创新但是火电厂在安装烟气脱硝装置的同时会导致烟道系统阻力增加、造成反应器催化剂阻塞以及空预器堵塞腐蚀等方面的问题出现影响锅炉运行效率。下面一起来看下烟气脱硝装置对锅炉运行会造成怎样的影响吧。


1、增加烟道系统阻力

火电厂中烟气脱硝装置反应器多布置在空预器入口以及省煤器出口前的高灰尘区域内在烟气脱硝装置的运行过程当中整个烟道的阻力明显增大(包括烟气在烟道传输中的沿程阻力、催化剂自身阻力、以及局部阻力等)。在烟气脱硫反应器内催化剂多采用分层布置的方案(目前一般将其设置为2+1结构)。同时烟气脱硫反应器内典型设计烟气流动速度取值为6.0m/s并设置符合标准尺寸要求的催化剂模件每层催化剂反应过程中所对应的烟气阻力取值在200.0Pa左右。

在火电厂将脱硝装置布置于整个系统内后烟气脱硝装置的运行会直接增加尾部烟道导致锅炉散热损失高于布置前。同时空预器入口位置的烟气温度有明显下降趋势较布置前温度差异在5.0℃左右。受此因素影响会降低整个烟气脱硝装置运行过程中的一次、二次风温影响空预器冷端烟气温度。


2、反应器催化剂阻塞

在火电厂选择性催化还原工艺运行过程当中增设烟气脱硫装置后化合物与粉尘可能在催化剂表面发生堆积覆盖活性成分或导致催化剂毛细孔的堵塞对催化反应产生一定影响。结合已有实践经验来看这种阻隔反应物与催化剂的接触降低催化剂活性的问题主要表现为飞灰颗粒沉积堵塞。

结合已有的现象观察来看:飞灰颗粒沉积会造成催化剂表面的微孔被堵塞或受到毛细管作用影响固体颗粒产生结垢并凝结,免费下载国家标准进而堵塞催化剂表面微孔。出现此问题将会严重威胁到整个火电厂锅炉装置的安全运行必须引起重视。

分析认为:相较于蜂窝状催化剂而言用板式催化剂进行催化时的柔性水平更高出现飞灰颗粒堵塞的可能性较低且无需工作人员频繁进行清扫维护。此类催化剂在应用于烟气脱硝工艺时需配置16只伸缩式吹灰器其反应介质多来源于自屏过汽源按照相关技术标准共布置为2层结构。

在整个反应器投入运行的过程当中除借助于蒸汽机械式定期吹灰以外,超声波探伤仪维修还需要在反应器烟道中增设导流板以起到疏导烟气流向的目的同时可发挥减少飞灰沉积量的价值。为解决催化剂表面灰尘大量沉积的问题还可以在反应室第一层催化剂上方增设网筛。


3、空预器堵塞及腐蚀

一般锅炉增加烟气脱硝系统后烟道的烟气阻力会增加1kPa左右,时代维氏硬度计空气预热器出口段烟气负压增加较多使得空气预热器漏风差压升高烟温有所下降。燃料中的硫分在燃烧过程中会产生SO2和SO3SCR烟气脱硝装置在催化剂V2O5的作用下将更多的SO2转化为SO3。

一般情况下脱硝效率越高SO2向SO3的转换率也越高导致烟气中的酸露点温度有所提高当排烟温度低于酸露点温度时就会使硫酸蒸汽凝结进而加剧空气预热器冷端腐蚀和堵塞的可能性。

催化剂中的氨与烟气中的NOx反应或者被氧化后多余的氨被排入下游烟道。烟气中的氨与SO3接触在适当的温度条件(约在230℃左右)下生成硫酸氢铵和硫酸铵。

硫酸氢铵可能沉积在空气预热器中温段及冷段由于具有很强的粘附性会吸附烟气中的颗粒物造成大量灰分粘附在换热器金属表面和层间引起换热元件堵塞使得空气预热器的烟气阻力增加、换热效率降低甚至无法正常运行的现象。

从这一角度上来说为了预防火电厂锅炉设备运行在增设烟气脱硝装置后产生质量或安全方面的问题避免硫酸氢铵和硫酸铵在空预器的沉积与粘附问题可采取的措施有以下几个方面:

(1)从改进材质属性的角度入手将火电厂空预器冷端换热元件材质更改为搪瓷耐腐蚀性材质以达到提高其耐腐蚀性能的目的;

(2)改造空预器冷端吹灰器行程如从原有的1.2m行程提高至2.0m通过延长空预器冷端吹灰形程的方式达到提高吹灰压力蒸汽的目的以免空预器冷端因积灰或低温腐蚀等质量问题对锅炉运行产生不良影响。

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