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    火电厂烟气脱硝装置设计 必须充分考虑对锅炉运行性能产生的影响

    发布时间:2018/05/23 点击量:0
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      脱硝技术是被广泛应用于火力发电厂烟气脱硝中的技术方法,但是火电厂引入烟气脱硝装臵后,锅炉运行会受到一定程度的影响。沈阳享立得公司结合多年的脱硫脱硝自动化系统控制经验,对火电厂烟气脱硝装置对锅炉运行的影响进行分析,为火电厂用户烟气脱硝装设计有一定的参考和借鉴意义。

      火电厂烟气脱硝装置对锅炉运行产生影响之增加烟道系统阻力

      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。

      火电厂烟气脱硝装置对锅炉运行产生影响之反应器催化剂阻塞

      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,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。

      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,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。

      火电厂烟气脱硝装置对锅炉运行产生影响之空预器堵塞及腐蚀

      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,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SO3,SCR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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