摘 要:闡述了大唐洛陽(yáng)首陽(yáng)山發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱首陽(yáng)山電廠)超低排放改造后,隨著脫硝投運(yùn),空預(yù)器差壓逐漸升高,分析了升高的原因和危害,以及采取的措施,探討解決空預(yù)器堵塞的有效方法。
關(guān)鍵詞:煙氣脫硝;硫酸氫氨;空預(yù)器堵塞
1 概述
大唐洛陽(yáng)首陽(yáng)山發(fā)電有限責(zé)任公司位于河南省洛陽(yáng)市偃師市城關(guān)鎮(zhèn),是我國(guó)80年代開(kāi)始分兩期建成的火力發(fā)電廠,電廠現(xiàn)裝機(jī)容量1040MW(2×220MW+2×300MW),二期工程3、4號(hào)機(jī)組裝設(shè)兩臺(tái)東方鍋爐廠制造的DG-1025/18.2-Ⅱ6型汽包爐,配300MW汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐為亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、緊身封閉、全鋼構(gòu)架的?裝型汽包爐。設(shè)計(jì)煤種為義馬與新安煤的混煤,制粉系統(tǒng)采用冷一次風(fēng)正壓直吹系統(tǒng),配五臺(tái)MPS-200型中速磨煤機(jī)。脫硝采用尿素?zé)峤猓ㄋ猓┊a(chǎn)生氨氣制備還原劑,選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝工藝,脫硝裝置按一爐兩室布置。每臺(tái)脫硝裝置的煙氣處理能力為相應(yīng)鍋爐ECR工況時(shí)的100%煙氣量,脫硝裝置入口NOX含量≤500mg/Nm3時(shí),保證脫硝效率≥82%;NOX排放濃度不超過(guò)100mg/Nm3;SO2/SO3轉(zhuǎn)化率小于1%;NH3/NOX摩爾比不超過(guò)0.8151。
2 設(shè)備情況
在2013年10月4號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修和2014年4月3號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修中,分別對(duì)4、3號(hào)爐空預(yù)器進(jìn)行改造。保留原空預(yù)器分倉(cāng)結(jié)構(gòu),對(duì)空預(yù)器蓄熱元件進(jìn)行改造,共分三層,從高到低高度分別為1000mm、900mm、200mm,最下層采用L波型、干法靜電噴涂工藝的鍍搪瓷蓄熱元件,上兩層采用DU波型、脫碳鋼蓄熱元件;單臺(tái)空預(yù)器蓄熱元件換熱總面積為58000m2;在保留原固定密封基礎(chǔ)上,在冷熱端徑向密封分別增加24道陶瓷柔性接觸式密封片;同時(shí)在蓄熱元件熱端增設(shè)蒸汽吹灰器,在冷端加裝蒸汽+高壓水的雙介質(zhì)吹灰器,以便在空預(yù)器出現(xiàn)堵塞時(shí)對(duì)空預(yù)器進(jìn)行在線沖洗。3、4號(hào)機(jī)組分別于2015年11月、12月進(jìn)行了超低排放改造。改造后,在鍋爐45%~100%BMCR負(fù)荷范圍內(nèi),脫硝裝置在附加層催化劑投運(yùn)后,三層催化劑共同保證,NOX脫除率不小于91.1%,NOX排放濃度不超過(guò)40mg/Nm3。自SCR 脫硝系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái),空預(yù)器多次出現(xiàn)蓄熱原件冷端低溫腐蝕堵塞現(xiàn)象,而且堵塞比較嚴(yán)重,且惡化速度較快,進(jìn)入冬季環(huán)境溫度下降時(shí)尤其明顯。
3 空預(yù)器堵塞原因及危害
3.1 原因
加裝SCR脫硝系統(tǒng)后,特別是超低排放改造后,由于增加一層催化劑,SO2/SO3轉(zhuǎn)化率有一定程度提高,空預(yù)器堵塞最主要原因就是SCR脫硝系統(tǒng)中逸出的氨氣與煙氣中的三氧化硫、水蒸氣生成硫酸氫銨凝結(jié)物。硫酸氫銨具有很大的黏性,附著在空預(yù)器受熱面上捕捉煙氣中的飛灰,嚴(yán)重影響空預(yù)器的阻力和流通換熱能力。硫酸氫氨生成量與氨逃逸密切相關(guān),資料表明,當(dāng)SO3=2~3ppm,NH3>2ppm時(shí),硫酸氫銨積聚現(xiàn)象就會(huì)在空預(yù)器內(nèi)部發(fā)生,空預(yù)器內(nèi)形成硫酸氫銨約占NH3逃逸量的20%。
分析我公司氨逃逸量過(guò)大主要有以下幾方面因素:
一是我廠要求NOX出口標(biāo)態(tài)控制在50mg/Nm3以下,個(gè)別班組噴氨量過(guò)大;二是個(gè)別脫硝噴嘴堵塞及煙氣流場(chǎng)不勻稱,造成噴氨量過(guò)大;三是長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行,排煙溫度低,造成硫酸氫氨積聚;四是負(fù)荷調(diào)整頻繁,噴氨調(diào)節(jié)滯后造成噴氨量過(guò)大。
3.2 危害
空預(yù)器堵塞,機(jī)組負(fù)荷250MW以上,經(jīng)常發(fā)“空預(yù)器差壓高”“引風(fēng)機(jī)入口壓力大”報(bào)警,負(fù)荷300MW,空預(yù)器差壓可達(dá)1.8~1.9Kpa,引風(fēng)機(jī)入口壓力-4.5Kpa左右,嚴(yán)重影響機(jī)組出力和安全運(yùn)行。
4 處理方法
(1)在線水沖洗。二期回轉(zhuǎn)式空預(yù)器設(shè)計(jì)滿負(fù)荷壓差為944pa,當(dāng)空預(yù)器壓差超過(guò)設(shè)計(jì)壓力150%時(shí),按照《二十五項(xiàng)反措實(shí)施細(xì)則》需對(duì)空預(yù)器進(jìn)行在線沖洗。沖洗原則:a.空預(yù)器沖洗原則:?jiǎn)蝹?cè)在線沖洗。b.空預(yù)器出口煙溫低于100℃應(yīng)立即采取措施提高排煙溫度,措施無(wú)效時(shí)立即終止空預(yù)器在線沖洗??疹A(yù)器高壓水泵系統(tǒng)流量12.6T/h,按照空預(yù)器在線沖洗設(shè)計(jì)要求:每次在線沖洗水量不宜超過(guò)30T,每次沖洗周期約2.5個(gè)小時(shí),每次在線沖洗不超過(guò)4個(gè)周期。
(2)提高空預(yù)器排煙溫度。進(jìn)行提高空預(yù)器出口排煙溫度使硫酸氫銨氣化分解,根據(jù)環(huán)境溫度及排煙溫度情況,在鍋爐負(fù)荷50%~100%之間均可進(jìn)行。采用關(guān)閉單側(cè)空預(yù)器二次風(fēng)出口擋板的方法,提高單側(cè)排煙溫度至150℃~160℃,同時(shí)應(yīng)保證另外一側(cè)空預(yù)器出口排煙溫度不低于100℃,期間空預(yù)器進(jìn)行連續(xù)吹灰。推薦:當(dāng)燃煤中含硫量低于1.5%且灰/硫比大于7時(shí),冷端綜合溫度(CCET)要求不低于148℃。(注:CCET=煙氣出口溫度+空氣入口溫度)。
(3)采用離線高壓水沖洗。利用機(jī)組臨停或檢修機(jī)會(huì),采用高壓沖洗車對(duì)空預(yù)器蓄熱元件進(jìn)行高壓水沖洗。清洗方式:采用高壓(50Mpa)水進(jìn)行清洗。
分析以上三種方法,在線水沖洗,成本高,效果差,且一般一至兩個(gè)月就會(huì)失效;離線水沖洗需機(jī)組停運(yùn),受電網(wǎng)制約;借鑒兄弟單位經(jīng)驗(yàn),我公司目前主要采用提高空預(yù)器排煙溫度使硫酸氫銨氣化分解,輔以空預(yù)器吹灰治理空預(yù)器堵塞,效果不錯(cuò)。
下面著重介紹我公司提高空預(yù)器排煙溫度使硫酸氫氨氣化分解的操作方法,以A空預(yù)器為例:(1)試驗(yàn)開(kāi)始通知脫硫運(yùn)行人員,試驗(yàn)過(guò)程密切關(guān)注原煙氣、凈煙氣溫度,事故噴淋達(dá)到啟動(dòng)條件確保事故噴淋投入。若事故噴淋開(kāi)啟仍無(wú)法控制原煙氣溫度低于160℃、凈煙氣溫度低于60℃時(shí),應(yīng)及時(shí)匯報(bào)值長(zhǎng)。原煙氣溫度高于165℃、凈煙氣溫度高于65℃時(shí),應(yīng)停止試驗(yàn)。(2)關(guān)閉送風(fēng)聯(lián)絡(luò)擋板,緩慢減小A側(cè)送風(fēng)機(jī)出力,增加B送風(fēng)機(jī)出力(額定電流108.3A),維持總風(fēng)量和爐膛出口氧量正常。利用降低單側(cè)送風(fēng)機(jī)出力提高同側(cè)空預(yù)器出口煙溫。排煙溫度150℃穩(wěn)定10分鐘,繼續(xù)提高排煙溫度至155℃,穩(wěn)定10分鐘,繼續(xù)提高排煙溫度(三個(gè)點(diǎn)中取最高點(diǎn))至160℃保持穩(wěn)定。(3)如減小A側(cè)送風(fēng)機(jī)出力后,排煙溫度無(wú)法達(dá)到試驗(yàn)要求值,可采取關(guān)閉B側(cè)空預(yù)器入口煙氣擋板方法提高A側(cè)排煙溫度。注意關(guān)閉煙氣擋板時(shí)操作應(yīng)緩慢,操作過(guò)程保持就地與盤上通訊順暢。(4)關(guān)閉B空預(yù)器入口煙氣擋板后,會(huì)對(duì)脫硝SCR兩側(cè)煙氣量分配產(chǎn)生一定影響,相應(yīng)調(diào)整熱解爐出口至A、B側(cè)噴氨格柵調(diào)整門,保證SCR出口NOX平衡。(5)投入A、B側(cè)二次風(fēng)再循環(huán),盡可能提高排煙溫度。(6)提高單側(cè)排煙溫度同時(shí)應(yīng)保證B空預(yù)器出口排煙溫度不低于100℃。(7)在調(diào)整單側(cè)送風(fēng)機(jī)出力時(shí),需注意觀察A空預(yù)器電流變化趨勢(shì),如出現(xiàn)空預(yù)器電流擺動(dòng)至13A,則暫停操作,待電流波動(dòng)減小后繼續(xù)降低送風(fēng)機(jī)出力。防止空預(yù)器因失去二次風(fēng)冷卻而變形卡澀。(8)排煙溫度穩(wěn)定后對(duì)空預(yù)進(jìn)行連續(xù)吹灰,時(shí)間8小時(shí)。(9)A送風(fēng)機(jī)出力降低期間,重點(diǎn)監(jiān)視B送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)及空預(yù)器運(yùn)行情況。每15分鐘檢查送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)及風(fēng)煙系統(tǒng)畫(huà)面一次。重點(diǎn)監(jiān)視送、一次風(fēng)機(jī)電流、軸承溫度及電機(jī)運(yùn)行參數(shù)正常,空預(yù)器電流正常、無(wú)大幅擺動(dòng)。每1小時(shí)就地檢查相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備一次。發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)聯(lián)系處理。(10)如影響安全運(yùn)行應(yīng)立即中止措施執(zhí)行,恢復(fù)正常運(yùn)行方式。
5 結(jié)束語(yǔ)
空預(yù)器堵塞嚴(yán)重影響機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)性,而運(yùn)行中通過(guò)提高空預(yù)器排煙溫度,氣化分解硫酸氫氨,是解決空預(yù)器堵塞的一種有效方法,供其他單位參考。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介:鮑二會(huì),籍貫:河南焦作。