□李云東

一、概述

對(duì)于SCR法煙氣脫硝來(lái)講，氨氣和NOX不可能全部混合，逃逸是不可避免的，當(dāng)逃逸率超標(biāo)時(shí)氨氣與三氧化硫反應(yīng)生成硫酸氫氨堵塞空預(yù)器。燃煤硫份越高，越易生成硫酸氫氨，因此為了減少硫酸氫氨生成，燃用高硫煤時(shí)，氨逃逸應(yīng)控制更低。

華潤(rùn)電力(唐山曹妃甸)有限公司2×300MW 機(jī)組安裝煙氣脫硝裝置，采用選擇性催化還原法SCR脫硝工藝。單爐體雙SCR結(jié)構(gòu)體布置，采用高灰型 SCR布置方式，即 SCR反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器出口和空氣預(yù)熱器之間，不設(shè)旁路。SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的還原劑采用液氨，全廠2臺(tái)鍋爐的脫硝系統(tǒng)共用一個(gè)還原劑儲(chǔ)存與供應(yīng)系統(tǒng)。在脫硝反應(yīng)器進(jìn)、出口安裝實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，具有就地和遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)顯示功能，監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目包括:NO、O2、NH3、差壓等(NH3僅出口安裝)。

原脫硝裝置設(shè)計(jì):在設(shè)計(jì)煤種及校核煤種、鍋爐最大連續(xù)出力工況(BMCR)、處理100%煙氣量條件下脫硝效率不小于50%，SCR反應(yīng)器預(yù)留了脫硝效率為70%的安裝空間，催化劑層數(shù)按照2+1層設(shè)計(jì)，6×7的模塊布置型式。

在2013年4月份、5月份進(jìn)行第三層備用層加裝催化劑，確保當(dāng)脫硝裝置進(jìn)口煙氣中NOx的含量不大于500mg/Nm3時(shí)，在催化劑壽命期內(nèi)脫硝效率不低于50%，脫硝裝置出口煙氣中的NOx含量不大于250mg/Nm3。在2014年4月份、5月份更換第一層催化劑，去掉第二層催化劑，確保當(dāng)脫硝裝置進(jìn)口煙氣中NOx的含量不大于500mg/Nm3時(shí)，在催化劑壽命期內(nèi)脫硝效率不低于80%，脫硝裝置出口煙氣中的NOx含量不大于 100mg/Nm3。上海鍋爐廠制造生產(chǎn)的SG1025/17.5－M734型亞臨臨界自然循環(huán)汽包爐，型式為單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)固態(tài)排渣型。鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量:1025 t/h;鍋爐保證效率(BMCR):93.27%;燃燒器型式、布置方式:鍋爐采用擺動(dòng)式燃燒器切圓燃燒方式;空氣預(yù)熱器型式:三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)空預(yù)器。

二、造成硫酸氫氨逃逸的主要原因及危害

(一)氨逃逸超標(biāo)的主要原因。一是脫硝煙氣流場(chǎng)不均勻，造成局部噴氨量過(guò)大引起逃逸;二是脫硝噴嘴存在堵塞現(xiàn)象，也引起局部噴氨量過(guò)大引起逃逸;三是對(duì)氨逃逸率監(jiān)視手段有限;四是空預(yù)器堵塞后，煙氣量減少、排煙溫度降低擴(kuò)大了硫酸氫氨的沉積區(qū)域;五是機(jī)組一直低負(fù)荷運(yùn)行排煙溫度偏低，也擴(kuò)大了硫酸氫氨的沉積區(qū)域;六是機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)頻繁，NOX生成隨負(fù)荷變化而變化，噴氨調(diào)節(jié)存在一定的滯后性，造成過(guò)噴現(xiàn)象;七是運(yùn)行調(diào)整、監(jiān)控手段還不完善，需要進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

(二)空預(yù)器堵塞后的危害。一是由于兩臺(tái)空預(yù)器阻力不同，造成低負(fù)荷、低煙氣量時(shí)引風(fēng)機(jī)發(fā)生搶風(fēng)現(xiàn)象，造成爐膛負(fù)壓大幅波動(dòng)，危機(jī)機(jī)組安全運(yùn)行;二是由于空預(yù)器的堵塞不均勻，引起一、二次風(fēng)壓和爐膛負(fù)壓周期性波動(dòng);三是空預(yù)器阻力增大后風(fēng)煙系統(tǒng)電耗增大;四是空預(yù)器堵塞后阻力增大，局部煙氣流速變快，空預(yù)器蓄熱元件磨損加劇，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成蓄熱元件損壞;五是空預(yù)器堵塞造成煙氣系統(tǒng)阻力增大，引風(fēng)機(jī)出力無(wú)法滿足機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，造成機(jī)組限出力;六是最終很可能由于空預(yù)器堵塞機(jī)組被迫停運(yùn)檢修。

三、空預(yù)器堵塞的治理對(duì)策

(一)對(duì)于氨逃逸率超標(biāo)生成硫酸氫氨堵塞空預(yù)器的常規(guī)處理方法。一是在線高壓水沖洗，沖洗壓力一般在20～30Mpa，沖洗周期一般在20天以上，費(fèi)用一般在幾十萬(wàn)，有一定效果但不能徹底恢復(fù);二是增加空預(yù)器蒸汽的壓力和頻次，只能起到緩解作用，同時(shí)降低了空預(yù)器蓄熱元件的壽命;三是機(jī)組停運(yùn)處理，受電網(wǎng)制約，總體費(fèi)用更高。

(二)華潤(rùn)電力(唐山曹妃甸)有限公司在實(shí)施環(huán)保新標(biāo)準(zhǔn)后，#2機(jī)組運(yùn)行1個(gè)多月發(fā)生2A空預(yù)器堵塞，滿負(fù)荷2A側(cè)空預(yù)器煙氣側(cè)差壓達(dá)3kpa左右，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在此情況下依據(jù)硫酸氫氨的物理特性并結(jié)合以前停運(yùn)空預(yù)器的經(jīng)驗(yàn)，提出通過(guò)將空預(yù)器升溫的方式治理堵塞。經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為:一是硫酸氫氨的氣化溫度為150℃ ～230℃，對(duì)空預(yù)器升溫后硫酸氫氨從固態(tài)變成氣態(tài)，堵塞減輕;二是空預(yù)器蓄熱片為普通碳鋼變形溫度為420℃，表面噴涂陶瓷的冷端蓄熱元件爆瓷溫度在300℃以上，因此升溫對(duì)蓄熱片無(wú)影響;三是空預(yù)器升溫后整體膨脹變形，控制好升溫速率將不會(huì)發(fā)生動(dòng)靜摩擦。此后又查閱了大量的相關(guān)資料，最終得出結(jié)論:此方法是可行的。

(三)空預(yù)器升溫試驗(yàn)前組織編寫了《2A空預(yù)器升溫方案》和《2A空預(yù)器升溫期間的危險(xiǎn)點(diǎn)預(yù)控措施》，經(jīng)公司審批后于10月27日19:00時(shí)開始對(duì)2A空預(yù)器升溫。

機(jī)組帶50%負(fù)荷，緩慢降低2A側(cè)送風(fēng)機(jī)出力，增大2B側(cè)送風(fēng)機(jī)出力，控制2A側(cè)排煙溫升在0.5℃每分鐘，當(dāng)2A送風(fēng)機(jī)出力減至最低后停運(yùn)該風(fēng)機(jī)。2A空預(yù)器排煙溫度達(dá)175℃左右時(shí)其阻力開始降低，最終排煙溫度升高到216℃，考慮到空預(yù)器冷端漏風(fēng)的影響，空預(yù)器冷端蓄熱片的底部應(yīng)該達(dá)到了230℃，在此溫度下硫酸氫氨基本全部氣化，空預(yù)器阻力基本恢復(fù)到機(jī)組剛啟動(dòng)時(shí)的狀況。表1是升溫前后的參數(shù)對(duì)比。

表1 10月25、30日2A空預(yù)器堵塞參數(shù)對(duì)比

圖1

(四)空預(yù)器升溫過(guò)程中的注意事項(xiàng)。一是控制好升溫速率，防止由于膨脹不均造成卡澀;二是投入空預(yù)器冷端吹灰聯(lián)系運(yùn)行;三是由于送風(fēng)聯(lián)絡(luò)門在空預(yù)器升溫過(guò)程中為關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)2A送風(fēng)機(jī)停運(yùn)后，如其出口擋板不嚴(yán)發(fā)生倒風(fēng)時(shí)倒回來(lái)的為熱風(fēng)，可能造成停運(yùn)的送風(fēng)機(jī)軸承溫度升高，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視;四是如需全部或部分關(guān)閉升溫側(cè)空預(yù)器入口煙氣擋板時(shí)，由于煙道阻力發(fā)生變化，此時(shí)要防止引風(fēng)機(jī)發(fā)生搶風(fēng);五是雖然2A側(cè)空預(yù)器后排煙溫度為216℃，但2B側(cè)溫度較低，整體不會(huì)造成吸收塔入口煙溫升高過(guò)多，當(dāng)時(shí)2A空預(yù)器升溫過(guò)程中吸收塔入口煙溫最高為130℃。

四、結(jié)語(yǔ)

可見采用對(duì)空預(yù)器升溫的方法治理硫酸氫氨造成的空預(yù)器蓄熱元件堵塞是有效的，同時(shí)此方法較之前常用的在線高壓水沖洗等手段，具有耗時(shí)短、費(fèi)用低、效果顯著等優(yōu)勢(shì);同時(shí)在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控到位、操作控制得當(dāng)?shù)那闆r下，對(duì)設(shè)備及機(jī)組安全運(yùn)行無(wú)任何影響，因此具有較大的推廣價(jià)值。

［1］馬雙忱，金鑫，孫云雪，崔基偉.SCR煙氣脫硝過(guò)程硫酸氫銨的生成機(jī)理與控制［J］.熱力發(fā)電，2013，39:12 ～17

［2］盧作基，實(shí)施SCR后對(duì)空預(yù)器的改造及其影響［J］.熱機(jī)技術(shù)，2005:40～42