李銳
摘 要:本文主要講述了脫硝的原理,脫硝投入后主要的運營成本,為降低這些成本可以采取一些措施,選擇最好的催化劑更換頻率和更換時機,可以以此為依據(jù)進(jìn)行調(diào)整,從而在環(huán)保要求的范圍內(nèi)最大限度的降低運行成本,提高經(jīng)濟效益,對節(jié)能降耗起到很大的作用。
關(guān)鍵詞:脫硝 成本 經(jīng)濟 節(jié)能
中圖分類號:TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-9082(2019)07-0-01
一、脫硝系統(tǒng)介紹
為防止鍋爐內(nèi)煤燃燒后產(chǎn)生過多的NOx污染環(huán)境,應(yīng)對煤進(jìn)行脫硝處理,內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司脫硝系統(tǒng)是由福建龍凈環(huán)保股份有限公司設(shè)計制造,采用液氨制備脫硝還原劑,“高含塵布置方式”的選擇性催化還原法(SCR)脫硝裝置。在試驗煤種、鍋爐B-MCR工況、處理100%煙氣量條件下脫硝總效率大于80%。SCR部分的催化劑層數(shù)按3層(2+1)方案進(jìn)行設(shè)計,當(dāng)預(yù)裝1層的時候要求脫硝效率為50%,添加附加層的時候的脫硝效率為80%以上。
SCR反應(yīng)器是指未經(jīng)脫硝的煙氣與NH3混合后通過安裝催化劑的區(qū)域產(chǎn)生反應(yīng)的區(qū)間。SCR反應(yīng)器本體內(nèi)裝有蜂窩狀催化劑,混合好的煙氣與氨氣進(jìn)入反應(yīng)器本體后,在催化劑的催化作用下煙氣中的NOX與氨進(jìn)行氧化還原反應(yīng),生成N2和水,達(dá)到脫硝的目的。
二、脫硝投入后的主要運行成本
1.催化劑更換頻率對機組的影響
更換頻率過高,不僅更換催化劑花錢多,況且催化劑的更換需要停機進(jìn)行,更換過頻需要停機的時間會更長。
如果更換頻率過低,則脫硝效率反應(yīng)特性變差,相同工況下需消耗更多的氨氣量;過多的氨氣噴入但是不能完全反應(yīng),導(dǎo)致剩下的氨氣彌漫在空氣中,增加了爆炸的危險,附近工作的人員也會有中毒的危險;脫硝逃逸率過高,如保護(hù)動作脫硝會退出運行,造成脫硝不同步,環(huán)保部門會有考核。
2.催化劑更換的費用
脫硝系統(tǒng)投入后催化劑并不是永久的,需要定期進(jìn)行更換,同時催化劑本身需要錢,更換催化劑為廠家更換,暫不需要人工費用。
3.更換催化劑對機組方面影響
催化劑更換需要停機進(jìn)行,啟停機還需要消耗更多的能源,大約一次30萬左右。
4.氨氣消耗方面
如果催化劑更換不及時,脫硝運行時間過長后,催化劑磨損嚴(yán)重,相對正常情況時需要噴入較多的氨氣量,造成氨氣的過度浪費,氨氣也是一種成本的消耗。
下面我們從如何減少催化劑磨損失效,合理選擇催化劑更換頻率,優(yōu)化噴氨量等方面來分析如何降低機組運行中的脫硝成本:
三、機組運行中如何減少催化劑磨損和失效
1.控制煙氣流速。流速越大,通過催化劑的煙氣與催化劑接觸越快,煙氣中的顆粒會對催化劑造成磨損,時間長了,催化劑就會磨損嚴(yán)重,催化效果變差,機組正常運行中,應(yīng)盡量控制煙氣流速。其中控制二次風(fēng)壓,控制氧氣含量都可以降低風(fēng)速,減少催化劑的磨損。
2.有效使用催化劑,控制催化效果。巡檢中加強對脫硝催化劑的檢查,檢查聲波吹灰器可靠投入,防止催化劑積灰堵塞,導(dǎo)致催化效果不好,我們廠還布置了脫硝蒸汽吹灰器,也可以投入進(jìn)行吹灰。
3.控制飛灰含碳量。飛灰含碳量過大,說明鍋爐燃燒的氧氣不足,燃燒不充分,燃燒剩余在煙氣中的飛灰顆粒也會對催化劑造成更大的磨損。機組低負(fù)荷運行時間不宜過長,防止?fàn)t膛溫度低,燃燒不好,未完全燃燒的顆粒對催化劑造成磨損。
4.盡量少燒高硫煤,或者在燒高硫煤時控制噴氨量不宜過大,防止硫與過量氨反應(yīng)生成硫酸氫銨,沉積在催化劑上,使催化劑堵塞嚴(yán)重,噴氨量增加,同時由于硫酸氫銨的黏性,會加劇催化劑磨損。
5.控制脫硝入口煙溫在規(guī)定280-400℃之間,溫度過低將使催化劑失去活性,溫度過高將徹底破壞催化劑,無法進(jìn)行反應(yīng)。
四、經(jīng)濟性比較得出更換催化劑頻率
從上表分析催化劑是否磨損。如上表,負(fù)荷600MW,7號機脫硝A側(cè)差壓0.4KPa,氨氣229Nm3,逃逸率0.53,B側(cè)差壓0.6KPa,氨氣169Nm3,逃逸率4.2,由于A側(cè)空預(yù)器差壓高,所以煙氣從B側(cè)走比較多,應(yīng)該B側(cè)差壓高,實際7,8號機組相對比,7號機B側(cè)差壓不高,但是氨氣量增大,且逃逸率增加,顯示7號機脫硝B側(cè)催化劑已磨損,A側(cè)煙氣量少,噴氨量還很多,說明A側(cè)催化劑也已磨損。
氨氣價格約為5000元/T,0.3Mpa下密度為2.656kg/m3,相比較,7號機比8號機每小時多用220立方米氨氣,一天5280立方米氨氣,為14t,多消耗氨氣增加的價格為每天7萬元,催化劑更換一次需要大概100萬,部分更換僅需要50萬左右。機組停機后的損失的電量是可以通過別的機組來彌補的,提前計劃提前申請也不會產(chǎn)生額外的電量考核,冷態(tài)啟停機一次大約需要30萬元,加上更換催化劑的錢一共80萬,而這些錢僅夠氨氣使用11天,而且如果還有別的檢修項目,更換催化劑成本還會進(jìn)一步分?jǐn)?,所以價格會進(jìn)一步降低。
此時催化劑壽命隨未達(dá)到最終,還能勉強運行,但已經(jīng)嚴(yán)重磨損,此后隨著時間增加,催化劑活性會逐步下降,供氨量會逐步增加,同時氨氣泄露在空氣中也會造成極大的安全隱患,對機組安全運行非常不利,所以催化劑更換需提上日程。催化劑的更換周期一般在10個月到1年之間,且需要綜合考慮其它設(shè)備臨修的必要性或選擇負(fù)荷低谷進(jìn)行更換,降低催化劑更換對機組發(fā)電量的影響。
五、優(yōu)化運行,控制噴氨量
1.運行中定期對脫硝噴氣隔珊開度進(jìn)行修正,適當(dāng)調(diào)整各個噴氣格柵的供氨量大小,保證脫硝反應(yīng)良好。
2.利用檢修機會對燃燒器進(jìn)行改造,使用低氮型燃燒器,并定期檢查并做燃燒器調(diào)整試驗,控制燃燒生成的氮氧化物,對有效降低氨氣量很有幫助。
3.二次風(fēng)調(diào)整。運行中對燃燒器二次風(fēng)及燃盡風(fēng)進(jìn)行調(diào)整,在風(fēng)量允許的條件下盡量關(guān)小二次風(fēng)擋板開度至50%左右,開大上層二次風(fēng)開度,使燃料分級燃燒,降低了燃燒溫度,且燃燒都在還原性氣氛中燃燒,生成的氮氧化物偏低,燃盡風(fēng)處于較大開度,使燃燒能夠完全燃燒,這樣就降低脫硝入口氮氧化物。