淺談降低脫硝液氨消耗量的技術(shù)措施

引言

某廠兩臺(tái)鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的型號為HG-1962/25.4-YM3的超臨界直流鍋爐。鍋爐為一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道、固態(tài)排渣、對沖燃燒、旋流燃燒器、Ⅱ型鍋爐。煙氣脫硝采取低氮燃燒＋選擇性催化還原法(SCR)工藝,脫硝系統(tǒng)采取高塵布置。鍋爐投產(chǎn)后脫硝入口NoX濃度較高,造成液氨消耗量居高不下,一方面運(yùn)行成本增加,另一方面,大量噴氨造成局部液氨逃逸增加,危害鍋爐尾部空預(yù)器、低溫省煤器、電除塵的安全運(yùn)行。本文通過分析影響液氨消耗的各種因素,采取相應(yīng)的措施,盡可能降低各種不利因素帶來的影響,力求使脫硝液氨消耗最小化,并確保鍋爐安全運(yùn)行。

1鍋爐存在的實(shí)際問題

#2鍋爐NoX排放濃度偏高,鍋爐原煙氣中NoX達(dá)到500mg/m3以上,對鍋爐的環(huán)保運(yùn)行造成了很大壓力;#2機(jī)組脫硝裝置出口與煙囪入口NoX濃度偏差較大;實(shí)行超低排放標(biāo)準(zhǔn)后,液氨消耗量同比增加了17.7%。

2原因分析

影響液氨消耗量的主要原因包括以下幾個(gè)方面:(1)人的因素,包括:操作不重視、操作技能不夠、節(jié)約意識差、缺陷發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、缺陷未及時(shí)消除等。(2)機(jī)械因素,包括:系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、氨逃逸表不準(zhǔn)、NoX表計(jì)指示不準(zhǔn)、閥門內(nèi)漏、管道閥門破損外漏、流量計(jì)不準(zhǔn)等。(3)環(huán)境因素,包括:運(yùn)行過程中催化劑自然積灰、催化劑活性衰減、機(jī)組負(fù)荷、入廠煤煤質(zhì)、機(jī)組檢修質(zhì)量等。(4)物料因素,包括:催化劑運(yùn)行中損壞堵灰、催化劑質(zhì)量差、催化劑失效、液氨品質(zhì)差等。

3采取的措施

本文通過分析主要浪費(fèi)源頭,尋找可以立即整改和可以在機(jī)組運(yùn)行中調(diào)整的浪費(fèi)點(diǎn),確定了6個(gè)主要影響因素,并針對主要原因采取了相應(yīng)的技術(shù)措施。

3.1節(jié)約意識不夠,調(diào)整不夠及時(shí)

原因分析:NoX排放濃度控制,是根據(jù)鍋爐負(fù)荷、脫硝進(jìn)出口NoX濃度、總出口NoX濃度、噴氨量、氨逃逸量等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行噴氨調(diào)節(jié),并調(diào)節(jié)鍋爐二次風(fēng)、燃盡風(fēng)門開度降低NoX生成量,達(dá)到減少噴氨量的目的,如果沒有嚴(yán)格執(zhí)行就會(huì)造成液氨消耗量的增加。由于值班人員節(jié)能意識較差,調(diào)節(jié)噴氨量時(shí)沒有主動(dòng)性,導(dǎo)致總出口NoX排放濃度經(jīng)常在20mg/m3左右,氨逃逸量經(jīng)常達(dá)到10ppm以上。

采取措施:將噴氨量、氨逃逸量列入小指標(biāo)競賽項(xiàng)目,提高運(yùn)行人員主動(dòng)調(diào)節(jié)的積極性。一方面減少液氨的消耗,另一方面減少氨逃逸量,保障鍋爐尾部設(shè)備的安全運(yùn)行。

3.2未定期進(jìn)行系統(tǒng)燃燒調(diào)整來減少氮氧化物生成量

原因分析:由于未合理規(guī)劃燃燒調(diào)整項(xiàng)目,#2鍋爐已有兩年多時(shí)間未進(jìn)行針對NoX的綜合燃燒調(diào)整試驗(yàn)。運(yùn)行中燃燒器存在風(fēng)門拉桿跑位的情況,會(huì)導(dǎo)致燃燒器一、二次風(fēng)量比例及內(nèi)、外旋流強(qiáng)度發(fā)生一定程度的變化,從而影響NoX的生成量,導(dǎo)致液氨消耗增加。

采取措施:定期通過系統(tǒng)性的運(yùn)行方式的調(diào)整,最大程度降低鍋爐原煙氣中NoX含量,并總結(jié)出一整套控制NoX含量的運(yùn)行控制優(yōu)化策略,為鍋爐日常運(yùn)行操作調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)。

3.3脫硝噴氨均勻性差

原因分析:由于入口NoX濃度分布不均,在相同的噴氨條件下,造成局部出口NoX濃度偏高、局部氨逃逸量偏大,液氨消耗量增加。為使排放指標(biāo)合格,只能加大噴氨量,造成氨逃逸嚴(yán)重偏高,不但導(dǎo)致了液氨浪費(fèi),還威脅到空預(yù)器及尾部煙道的安全運(yùn)行。

采取措施:定期進(jìn)行噴氨均勻性優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn),確保SCR裝置運(yùn)行一段時(shí)間后能較安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,避免反應(yīng)器出口截面局部區(qū)域出現(xiàn)氨逃逸濃度超標(biāo),并為SCR運(yùn)行提供技術(shù)數(shù)據(jù)。

3.4運(yùn)行管理措施落實(shí)不到位

原因分析:未及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式,制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式安排、配煤摻燒、配風(fēng)方式選擇均存在不足。

采取措施:選擇合適的配風(fēng)方式,控制NoX生成;合理安排制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式,將風(fēng)煤比大的煤種安排靠上層運(yùn)行;進(jìn)行配煤摻燒,優(yōu)化入爐煤煤質(zhì),提高入爐煤的干燥無灰基百分比;增加參數(shù)報(bào)警設(shè)置,提前預(yù)控;合理進(jìn)行機(jī)組負(fù)荷分配,優(yōu)先安排低氮燃燒效果差的鍋爐降負(fù)荷。

3.5噴氨調(diào)節(jié)閥調(diào)整不夠精確,未能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)

原因分析:由于氨區(qū)的液氨汽化器進(jìn)口氣動(dòng)閥屬于開關(guān)式閥門,造成實(shí)際管路中的供氨壓力在0.3~0.45波動(dòng),進(jìn)而影響機(jī)組供氨流量同步波動(dòng),使脫硝出口值在機(jī)組負(fù)荷、風(fēng)量未明顯變化的情況下呈現(xiàn)波動(dòng)趨勢;煙囪脫硝出口濃度(送環(huán)保局)與鍋爐脫硝裝置出口NoX濃度有一定偏差;由于CEMS裝置設(shè)有反吹掃系統(tǒng),使得脫硝進(jìn)出口濃度在反吹掃期間大幅變動(dòng)。

采取措施:將氨區(qū)開關(guān)式氣動(dòng)門改為連續(xù)型調(diào)門,可減少脫硝系統(tǒng)由于供氨壓力波動(dòng)帶來的擾動(dòng);進(jìn)一步提高SCR裝置出口NoX濃度分布均勻性,降低局部過高的氨逃逸濃度;提高SCR出口NoX濃度在線測量值的代表性;通過試驗(yàn),采取有效的控制策略,實(shí)現(xiàn)噴氨調(diào)節(jié)自動(dòng)化。

3.6系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠合理

原因分析:由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠合理,導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)入口煙氣流場不均,引起脫硝入口煙氣溫度偏差大、局部NoC濃度嚴(yán)重偏高、兩側(cè)出口NoC濃度偏差大、兩側(cè)噴氨流量不一致等一系列問題。

采取措施:頂部采用斜頂結(jié)構(gòu),持續(xù)優(yōu)化煙氣流場:增加噴氨管路,由18分支改為72分支,提高噴氨均勻性:噴氨管路噴嘴過于簡單,需進(jìn)行優(yōu)化改造,進(jìn)一步提高噴氨的均勻性:增加脫硝前強(qiáng)聲波吹灰器,優(yōu)化吹灰頻率,減少催化劑積灰。

4結(jié)語

影響脫硝液氨消耗的因素有很多,除了設(shè)計(jì)原因、環(huán)境因素運(yùn)行中較難克服外,其余影響因素可以在運(yùn)行中加以控制。但對沖燃燒的鍋爐往往存在燃燒器區(qū)域側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕的情況,若一味地強(qiáng)調(diào)降低NoC,將會(huì)造成水冷壁高溫腐蝕。因此,需要結(jié)合防高溫腐蝕、降低NoC、降低制粉電耗等進(jìn)行綜合治理,通過一系列的冷態(tài)、熱態(tài)調(diào)整實(shí)驗(yàn)來達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效果。