摘要:在介紹望亭電廠超超臨界鍋爐脫硝系統(tǒng)工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對其調(diào)試技術(shù)進(jìn)行了分析和研究,并對脫硝系統(tǒng)國產(chǎn)化提出了思路。

關(guān)鍵詞:超超臨界鍋爐,脫硝系統(tǒng),特點(diǎn),調(diào)試

望亭電廠位于江蘇省蘇州市相城區(qū)望亭鎮(zhèn)東北,其“上大壓小”2 ×660MW機(jī)組采用上海鍋爐廠首次生產(chǎn)的超超臨界一次中間再熱直流Π 型 1 991 t/h鍋爐。電廠同步建設(shè)了SCR 煙氣脫硝裝置和濕法煙氣脫硫系統(tǒng)。

望亭電廠SCR項(xiàng)目由中國華電工程(集團(tuán))有限公司環(huán)保分公司總承包,采用日本三菱重工株式會社轉(zhuǎn)讓技術(shù),工程于2008208213開工。

1　SCR脫硝工藝

望亭電廠SCR脫硝工藝流程見圖1。

2　SCR脫硝工藝特點(diǎn)

2. 1　催化劑

目前用于燃煤電廠SCR 法煙氣脫硝的催化劑主要有3種類型:蜂窩式、平板式和波紋板式。蜂窩式催化劑因其單位體積的有效表面積大,且達(dá)到相同脫硝效果所需的催化劑量較少而被廣泛應(yīng)用,市場占有率在60%～70%。

望亭電廠SCR裝置采用日本三菱株式會社生產(chǎn)的蜂窩式催化劑,催化劑為2層正常層和1層附加層。正常層總體積和附加層體積均為254. 6m3。其性能參數(shù)見表1。

望亭電廠鍋爐設(shè)計煤種為淮南煤,其特性見表 2,對應(yīng)該煤種的催化劑活性曲線見圖2。

2. 2　脫硝劑

脫硝劑一般采用尿素、純氨或氨水。使用尿素最安全,但其投資、運(yùn)行費(fèi)用為三者中最高;純氨的運(yùn)行、投資費(fèi)用最低,但其存儲安全性要求較高;氨水介于兩者之間。由于純氨法應(yīng)用廣泛,貯運(yùn)量小, 有利于系統(tǒng)布置,同時鑒于國外的應(yīng)用情況和電廠現(xiàn)有的管理水平,望亭電廠脫硝工程采用純氨系統(tǒng)。在鍋爐BMCR工況下,脫硝裝置進(jìn)口NOx 質(zhì)量濃度為450mg/m3 (本文煙氣量均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)值)時,氨耗量為309 kg/h,純氨以2 800元/ t計,氨消耗費(fèi)用約476萬元/ a。

3　SCR脫硝系統(tǒng)調(diào)試

SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的調(diào)試主要包括冷態(tài)調(diào)試和熱態(tài)調(diào)試,并按氨區(qū)和硝區(qū)分別進(jìn)行調(diào)試。

3. 1　冷態(tài)調(diào)試

(1)氨區(qū)的冷態(tài)調(diào)試主要包括如下內(nèi)容:氨區(qū)系統(tǒng)跟蹤檢查,確保系統(tǒng)中的所有設(shè)備安裝無誤;閥門及測點(diǎn)調(diào)試,確保所有測點(diǎn)顯示準(zhǔn)確,閥門就地 (遠(yuǎn)方)操作正常,反饋正確;氨區(qū)轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備試運(yùn),氨區(qū)排污泵試運(yùn)(由于卸料壓縮機(jī)不允許空轉(zhuǎn),只進(jìn)行了卸料壓縮機(jī)電機(jī)的試運(yùn)) ;氨區(qū)設(shè)備吹掃,用壓縮空氣吹掃至硝區(qū)氨氣管道與混合器的接口;氨區(qū)承壓設(shè)備的水壓試驗(yàn),水壓試驗(yàn)壓力為設(shè)計壓力的 1. 2～1. 3倍。在水壓試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)的漏點(diǎn)要及時進(jìn)行處理,處理完后再次進(jìn)行水壓試驗(yàn),直至系統(tǒng)嚴(yán)密不漏,能夠保壓30min以上;水壓試驗(yàn)后,再對系統(tǒng)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。氣密性試驗(yàn)壓力為系統(tǒng)的設(shè)計壓力。試驗(yàn)時要用肥皂水對系統(tǒng)內(nèi)所有法蘭、閥門的盤根和門桿、儀表接口等處進(jìn)行全面檢查,并對泄漏處進(jìn)行處理,直至系統(tǒng)能夠保壓30min以上;對氨區(qū)的噴淋水系統(tǒng)進(jìn)行噴淋試驗(yàn),確保各噴淋閥動作準(zhǔn)確,噴淋正常。

(2)硝區(qū)的冷態(tài)調(diào)試。硝區(qū)的冷態(tài)調(diào)試內(nèi)容包括:硝區(qū)設(shè)備的跟蹤檢查;閥門及測點(diǎn)調(diào)試,確保所有測點(diǎn)顯示準(zhǔn)確,閥門就地(遠(yuǎn)方)操作正常,反饋正確;稀釋風(fēng)機(jī)試運(yùn),試運(yùn)時要把注氨格柵分支的手動門關(guān)閉,拆開1～2個注氨格柵手動門前的法蘭作為排放口,在管道吹掃干凈后回裝;檢查注氨格柵噴嘴,打開注氨格柵手動門,啟動稀釋風(fēng)機(jī),檢查每一個注氨格柵噴嘴是否暢通,對不出氣的噴嘴要進(jìn)行處理;煙氣分析儀的調(diào)試;脫硝吹灰蒸汽管道吹掃及吹灰器試運(yùn);脫硝干除灰系統(tǒng)調(diào)試。

3. 2　熱態(tài)調(diào)試

氨區(qū)的熱態(tài)調(diào)試過程主要包括液氨罐首次利用卸料壓縮機(jī)裝載液氨,以及氨氣的首次制備。重點(diǎn)要對液氨蒸發(fā)器的溫度自動控制及氨緩沖罐的壓力自動控制進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,確保上述參數(shù)控制準(zhǔn)確。硝區(qū)的調(diào)試主要包括:

(1)機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定在90%以上,測量注氨格柵前煙氣的溫度、氧量、流量及NO濃度,根據(jù)測量結(jié)果初步計算出每個注氨格柵需要的氨流量。

(2)調(diào)整完注氨格柵每個分支的流量之后,在煙氣溫度滿足要求的情況下,往煙氣中注氨,進(jìn)行脫硝。脫硝效率達(dá)到設(shè)計值后,在SCR出口用網(wǎng)格法測量NOx 的分布,根據(jù)測量結(jié)果對注氨格柵相應(yīng)的分支流量進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整。

(3)投入注氨流量“自動”控制,對控制參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)整,確保注氨流量自動控制準(zhǔn)確、靈敏。

(4)脫硝吹灰器的熱態(tài)投運(yùn)。

在上述工作完成后,需要對整個脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行全面的檢查和進(jìn)一步的調(diào)整,使脫硝系統(tǒng)各運(yùn)行參數(shù)正常,符合設(shè)計要求。

4　脫硝系統(tǒng)調(diào)試中應(yīng)注意的問題

(1)由于注氨格柵的噴嘴比較小,在注氨格柵通入空氣前,必須確保注氨格柵各分支手動門前的管道已經(jīng)吹掃干凈,并且要在通風(fēng)的情況下進(jìn)入內(nèi)部,檢查每個噴嘴是否暢通無堵塞。

(2)由于氨是一種親水化合物,因此,在進(jìn)行氨區(qū)設(shè)備管道水壓試驗(yàn)時,要確保系統(tǒng)中的水能夠徹底排凈。對于不能排凈水的設(shè)備,不得參與水壓試驗(yàn)。為了保證將水徹底排干凈,在排水結(jié)束后,應(yīng)再用壓縮空氣把系統(tǒng)中殘留的水吹掃干凈。

(3)根據(jù)我國《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求,在水壓試驗(yàn)結(jié)束后,氨區(qū)設(shè)備管道必須進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。氣密性試驗(yàn)合格后才可以向系統(tǒng)注氨。由于氣密性試驗(yàn)壓力為設(shè)計壓力( 2. 2MPa) ,而電廠的壓縮空氣壓力只有0. 7～0. 8MPa,所以要提前準(zhǔn)備好高壓氮?dú)饣蛘吲艢鈮毫δ軡M足氣密性試驗(yàn)的空氣壓縮機(jī)。為了節(jié)省氣密性試驗(yàn)的時間,可以先利用壓縮空氣升壓至0. 7～0. 8MPa,然后再利用其他方法繼續(xù)升壓。氣密性試驗(yàn)要分段進(jìn)行,每一個階段都要用肥皂水對系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查,對有泄漏的地方立即處理,然后再進(jìn)行升壓。

(4)由于氨氣和空氣混合易引燃爆炸,所以,首次進(jìn)氨前必須按照要求把系統(tǒng)中的空氣用氮?dú)庵脫Q到氧的體積分?jǐn)?shù)為1% ～2%; 進(jìn)氨時先通入氣態(tài)氨,檢查系統(tǒng)無泄漏后再啟動卸料壓縮機(jī)通入液氨。卸氨結(jié)束后應(yīng)用氮?dú)獍研栋惫艿来祾吒蓛簟?/p>

(5)首次往煙氣中通入氨氣前,要先完成注氨格柵各分支流量的預(yù)調(diào)整;另外,首次通入氨氣的量不宜多,只要達(dá)到通入氨氣后SCR反應(yīng)器出口的煙氣分析儀表有變化,再緩慢增加注入的氨氣量,直至脫硝效率達(dá)到設(shè)計值。

(6)氨與煙氣中的SO3 反應(yīng)可生成硫酸銨鹽, 該化合物易黏結(jié)在空氣預(yù)熱器的換熱面上,造成空預(yù)器堵塞及換熱性能下降。因此,在調(diào)試過程中,要注意氨逃逸率,在氨逃逸率較高時,必須降低脫硝效率,以使氨逃逸率恢復(fù)至正常水平。

(7)氨是一種危險的化學(xué)品,在調(diào)試過程中要熟悉相關(guān)事故的處置方法。另外,現(xiàn)場調(diào)試必須配備必要的防護(hù)用品及便攜式氨氣泄漏檢測儀。

(8)稀釋風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的稀釋風(fēng)不但起稀釋氨氣的作用,同時還可防止A IG噴嘴堵塞。因此,無論是否噴氨,在鍋爐引風(fēng)機(jī)投運(yùn)前,先投運(yùn)稀釋風(fēng)機(jī);當(dāng)鍋爐引風(fēng)機(jī)停運(yùn)后,方可停運(yùn)稀釋風(fēng)機(jī)。

(9)要實(shí)現(xiàn)SCR系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行,則要求SCR反應(yīng)塔頂部入口截面上的煙氣速度分布最大允許偏差為10%～15% ,煙氣溫度分布最大允許偏差為10 ～15 ℃ , NH3 / NOx 摩爾比分布的最大允許偏差為 5%～10%。

5　結(jié)語

SCR法是目前國際上應(yīng)用最廣泛的脫硝方法。國內(nèi)電廠也主要以SCR脫硝為主。煙氣脫硝是一個新的課題,建議有關(guān)研究、運(yùn)行及試驗(yàn)單位在催化劑中毒機(jī)理、催化劑體積計算、脫硝系統(tǒng)阻力計算、氨耗量計算、A IG設(shè)計方法、脫硝系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)、性能測試、SCR反應(yīng)器及催化劑模塊安裝、SCR 系統(tǒng)控制邏輯等方面進(jìn)行更加深入的研究,以加快 SCR技術(shù)國產(chǎn)化和自主知識產(chǎn)權(quán)化。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”