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【技术汇】660MW燃煤锅炉空预器堵塞原因及处理技术研究

详细介绍

  资料表明,SCR脱硝反应合适温度要求控制在在310~420℃之间,最佳反应温度为380℃左右,当温度过高或者过低时,脱硝催化剂效率都会有所下降。宝庆电厂#1机组为660MW火电燃煤机组,机组负荷日夜波动较大,锅炉燃烧情况复杂。

  图2表明,在机组低负荷运行时,排烟温度明显下降趋势。图3图4表明,低负荷运行时,#1、#2SCR流量偏差也增大。这主要由于当机组处于400MW负荷以下运行时,燃烧器燃烧效果减弱,燃烧时氣量偏大,燃料型生成的NOX增加。此外,锅炉燃烧并不是完全对称的,相对来说,B侧的NOX高于A侧,使得脱硝过程中A、B两侧喷氨量存在偏差。

  同时SCR催化剂区域的温度较低(320℃左右),脱硝催化剂活性下降,脱硝反应效率降低。此时为了保证脱硝出口含量不超标,只能增加喷氨量,两侧喷氨量偏差增大,导致氨逃逸率增大,增加了NH4HSO4的生成量。同时,当催化剂层温度处于300℃时候,在同一催化剂的作用下,另一副反应也会发生:

  生成的NH4HSO4会粘结在催化剂层,堵塞空预器。因此,只有当烟气温度处于310~420℃之间时,才允许投SCR脱硝系统。

  (1)提高空预器排烟温度。有资料表明,若烟气侧的空预器冷端综合温度若高于露点温度,则低温腐蚀导致的空预器堵塞一般不可能发生,NH4HSO4也不会在空预器冷端结露。对于回转式空气预热器,空预器冷端综合温度Tk可由下式近似计算:

  式中:Tw为排烟温度;为空预器进口风温。由公式(1)可知,当机组负荷降低时,排烟温度下降,尤其冬季环境温度低,排烟温度和空预器进口风温随之更低,造成空预器冷端金属壁温降低。下面表2是2012、013空预器发生堵塞时候的运行数据:

  机组原设计中采用热风再循环来提高空预器的进口风温,然而实际在冬季环境温度较低时,空预器冷端综合温度低于设计要求。2012、013年空预器发生堵塞时候,空预器A排烟温度为97.75℃,106.37℃,冷端综合温度平均值为116.26℃,124.43℃,空预器B排烟温度116.64℃,128.57℃,冷端综合温度平均值为134.85℃,146.31℃。两側空预器冷端综合温度偏差较大,空预器A的冷端综合温度大幅低于设计值140℃。这种情况下,表明空预器A存在较为严重的堵塞。尤其当锅炉在负荷较低,环境温度较低情况下,更易形成低温腐蚀,造成空预器堵塞。

  因此,提高空预器排烟温度,保持空预器冷端的NH4HSO4处于气态,可以减少空预器堵塞。根据宝庆电厂机组燃烧用煤的含硫量情况,运行要求锅炉排烟最低温度大于120℃,高于NH4HSO4的露点温度,减少空预器堵塞。在燃煤种类变化较大时,应密切注意相关参数变化,保证机组安全稳定运行。

  (2)增加暖风器,提高进口空气温度。宝庆电厂地处湖南省邵阳市雨溪桥镇,典型中亚热带湿润季风气候。冬季时候平均气温为5℃左右,最低温度在0℃左右。此时送风机口空气温度较低,造成空预器冷端温度较低,对机组运行造成很大影响。根据公式(1)可知,提高进口空气温度,也可以提高空预器冷端综合温度,减少空预器堵塞。为此,在2015年新增了送风机暖风器。该暖风器采用辅汽供热加热送风机出口风温,可以提高空预器进口空气温度效果如表3所示:

  8T:左右,根据公式推算,提高空预器冷端综合温度11T:,基本上满足空预器冷端综合温度高于NH4HSO4的露点温度,减少了因NH4HSO4结露造成的空预器堵塞。

  目前在我国的火电厂中,普遍存在锅炉空预器堵塞和低温腐蚀。虽然在设计过程中充分考率如何预防空预器堵塞和防低温腐,但实际运行中,依然可能会因各种原因导致空预器发生堵塞现象。对于已发生了空预器堵塞,我们应采取适当措施保证堵塞不在恶化:提高排烟温度、送风机出口温度,减少入炉煤含硫量、氨逃逸率等等。这些方案我们需要根据实际情况,反复的实践、论证,不断的改善、修正,在实际运行中验证效果,为改善空预器堵塞问题而不断的努力。

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