李建國

(廣州環(huán)投增城環(huán)保能源有限公司，增城 511335)

0 引 言

某環(huán)保能源有限公司的3號(hào)鍋爐型號(hào)為SLC750-4.0/400-Ⅰ，額定負(fù)荷為63.29T/H，是垃圾焚燒爐，2017年12月投入運(yùn)行。煙氣凈化系統(tǒng)采用“SNCR+半干法脫酸+干法脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1+濕法脫酸+高溫?fù)Q熱器GGH2+蒸汽加熱器SGH+SCR”處理工藝，該處理工藝在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平，煙氣排放指標(biāo)優(yōu)于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

煙氣系統(tǒng)運(yùn)行兩年之后出現(xiàn)煙氣阻力大，引風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓由正常5 500 Pa大幅升至9 000 Pa，引風(fēng)機(jī)電流由53 A升至75 A，低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口溫度降至90 ℃左右，鍋爐負(fù)荷由63T/H降至50T/H運(yùn)行，停爐之后打開低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口檢查孔，發(fā)現(xiàn)低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口管堵塞嚴(yán)重，堵塞物質(zhì)多為白色結(jié)晶物。如圖1所示。

圖1 低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口堵塞圖

1 原因分析

對(duì)低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1堵塞物質(zhì)進(jìn)行取樣后，經(jīng)過XRD定性半定量分析，發(fā)現(xiàn)氯化銨成分占84%[1]，檢查低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1入口管管口發(fā)現(xiàn)還有少量飛灰。表1為檢測(cè)結(jié)果。

表1 低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1堵塞物質(zhì)取樣分析

入爐垃圾在爐排上燃燒，燃燒后產(chǎn)生的煙氣中含有氯化氫，在煙氣一通道煙溫900～1 100 ℃區(qū)域布置了SNCR噴氨系統(tǒng)，噴出的氨水在高溫?zé)煔庾饔孟驴焖贇饣癁榘睔?，與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，除去氮氧化物。由于噴氨不均、流場(chǎng)不均等原因，不可避免的會(huì)出現(xiàn)氨逃逸現(xiàn)象。脫硝系統(tǒng)出口氨逃逸質(zhì)量濃度控制指標(biāo)為不超過2.5 mg/m3，該環(huán)保環(huán)保能源公司氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)為不超過50 mg/m3，遠(yuǎn)超歐盟標(biāo)準(zhǔn)，氮氧化物采用超低排放后，鍋爐實(shí)際氨逃逸質(zhì)量濃度高于2.5 mg/m3。煙氣中的氯化氫和氨氣在337.8 ℃時(shí)開始發(fā)生化合反應(yīng)生成氯化銨[2]，反應(yīng)分子式為：

根據(jù)該環(huán)保能源公司鍋爐現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況，煙道內(nèi)氯化銨開始發(fā)生結(jié)晶的溫度區(qū)間為75～115 ℃。而低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口溫度為100 ℃左右，剛好在氯化銨結(jié)晶溫度區(qū)間。煙氣中氨逃逸質(zhì)量濃度和氯化氫質(zhì)量濃度降低時(shí)，氯化銨結(jié)晶溫度會(huì)相應(yīng)降低，煙氣中氨逃逸質(zhì)量濃度和氯化氫質(zhì)量濃度增加時(shí)，氯化銨結(jié)晶溫度會(huì)相應(yīng)升高，在低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口管處發(fā)生大量氯化銨結(jié)晶沉積現(xiàn)象，同時(shí)由于半干塔霧化器運(yùn)行不穩(wěn)定，增加了進(jìn)入低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1中的HCL含量，也增加了氯化銨的生成量，影響機(jī)組和設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行[3]。低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1入口管管口發(fā)現(xiàn)的少量飛灰，是由于布袋除塵器的濾袋發(fā)生破損，飛灰從破損處流過，在低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1入口管管口沉積。

2 低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口管堵塞的應(yīng)對(duì)措施

2.1 在低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口加裝吹灰器

由于氯化銨結(jié)晶反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以當(dāng)煙氣溫度高于氯化銨的結(jié)晶溫度時(shí)，氯化銨晶體就會(huì)重新分解變?yōu)闅怏w。根據(jù)該特性，該環(huán)保能源公司在低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口加裝兩臺(tái)蒸汽吹灰器，汽源采用飽和蒸汽，溫度為250 ℃，每天進(jìn)行吹掃一次，減少氯化銨的結(jié)晶生成量，氯化銨的結(jié)晶體被吹下之后，沿濕法塔入口管道掉入濕法塔。

2.2 優(yōu)化脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行方式

該環(huán)保能源公司采用的是雙脫硝系統(tǒng)，在煙氣一通道出口布置SNCR系統(tǒng)，在高溫?fù)Q熱器GGH2之后布置了SCR系統(tǒng)，通過調(diào)整運(yùn)行方式，在煙囪出口氮氧化物排放正常的情況下，適當(dāng)減少SNCR系統(tǒng)的氨水噴入量，將部分脫硝負(fù)荷轉(zhuǎn)移至SCR系統(tǒng)，減少SNCR系統(tǒng)氨逃逸。從而減少與HCL發(fā)生反應(yīng)的氨氣的質(zhì)量濃度，減少低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口氯化銨的結(jié)晶量[4]。

2.3 優(yōu)化半干反應(yīng)塔和干法脫酸的運(yùn)行方式

低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口氯化銨的結(jié)晶量不僅與SNCR系統(tǒng)氨逃逸量有直接關(guān)系，而且與進(jìn)入低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1的HCL含量有直接關(guān)系，該環(huán)保能源公司的脫酸系統(tǒng)有干法、半干法和濕法脫酸系統(tǒng)三種，干法脫酸系統(tǒng)經(jīng)常處于備用狀態(tài)，正常情況下，投入半干脫酸系統(tǒng)和濕法脫酸系統(tǒng)能夠?qū)焽璩隹诘腍CL控制在規(guī)定范圍內(nèi)，當(dāng)半干脫酸系統(tǒng)或濕法脫酸系統(tǒng)出現(xiàn)故障，退出運(yùn)行時(shí)，才投入干法脫酸系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口堵塞以后，及時(shí)優(yōu)化了脫酸系統(tǒng)的運(yùn)行方式，投入干法脫酸，降低濕法脫酸量，從而減少了進(jìn)入低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1的HCL含量[5]。

2.4 安裝低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1在線清洗水管

低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口堵塞嚴(yán)重時(shí)，用蒸汽吹灰也無法將結(jié)晶物吹下，為了減少對(duì)運(yùn)行的影響，在低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1進(jìn)口煙道安裝了一個(gè)100×50 mm的長方形沖洗孔，從疏水箱接一條沖洗水管到?jīng)_洗孔處，需要進(jìn)行沖洗時(shí)，將沖洗水的溫度調(diào)整至60～65 ℃，然后將沖洗水管伸入低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1進(jìn)口，可以前后左右進(jìn)行移動(dòng)沖洗，沖洗時(shí)監(jiān)視濕法塔進(jìn)口煙溫，如沖洗區(qū)域的受熱面管子堵塞，則濕法塔進(jìn)口煙溫不變化，如沖洗區(qū)域的受熱面管子無堵塞，則濕法塔進(jìn)口煙溫會(huì)迅速從100 ℃降至70 ℃左右，沖洗完成后，可以通過檢查濕法塔進(jìn)出口壓差是否降低和引風(fēng)機(jī)電流是否降低來檢查在線沖洗的效果，在線沖洗期間，環(huán)保參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行都是正常的。此外，鍋爐停爐以后，也可以用沖洗水管對(duì)低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1進(jìn)行沖洗。

2.5 做好SNCR系統(tǒng)的氨槍維護(hù)工作

對(duì)于SNCR脫硝系統(tǒng)而言，氨水的噴入量和氨槍分布是非常重要的。噴氨不足時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致氮氧化物排放質(zhì)量濃度的升高，噴氨過多時(shí)又會(huì)使氯化銨等產(chǎn)物增加而導(dǎo)致煙道下游設(shè)備堵塞，噴氨不均使氨氣與高溫?zé)煔饣旌喜痪鶆?，氨氣與HCL的反應(yīng)會(huì)受到影響，引起氮氧化物排放質(zhì)量濃度和氯化銨等副產(chǎn)物的增加。該環(huán)保能源公司SNCR系統(tǒng)的氨槍共有上、下兩層，每層有7支氨槍，左、右墻各布置1支，前墻布置5支，可以保證噴入的氨水能夠與煙氣均勻混合，正常情況下，投入上層氨槍，每周檢查一次氨槍的霧化情況，及時(shí)更換霧化不好的槍頭。

2.6 及時(shí)更換破損的布袋

當(dāng)氯化銨在低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口管沉積以后，如布袋除塵器出現(xiàn)布袋穿孔，煙氣中的部分飛灰就會(huì)從穿孔處流過，當(dāng)流經(jīng)氯化銨沉積物時(shí)，會(huì)附著在氯化銨沉積物上，加劇低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1的堵塞，為了減少這種情況的發(fā)生，需要加強(qiáng)布袋除塵器后的粉塵數(shù)值變化監(jiān)視，出現(xiàn)粉塵數(shù)值明顯變化時(shí)，要逐個(gè)解列布袋除塵器的倉室，如某個(gè)布袋倉室解列之后布袋除塵器后的粉塵數(shù)值明顯下降，則打開這個(gè)倉室的頂部蓋板，更換破損的布袋，然后再恢復(fù)布袋倉室的正常運(yùn)行[6]。另外，還要定期檢查布袋灰斗，防止灰斗架橋堵灰導(dǎo)致布袋穿孔。

2.7 定期檢測(cè)氨逃逸質(zhì)量濃度

為了提高脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，該環(huán)保能源公司安裝了氨逃逸質(zhì)量濃度在線監(jiān)測(cè)裝置，這個(gè)裝置在實(shí)際應(yīng)用過程中的數(shù)據(jù)可靠性較差，定期進(jìn)行氨逃逸化學(xué)法采樣與檢測(cè)十分必要。因此每?jī)蓚€(gè)月開展一次氨逃逸質(zhì)量濃度檢測(cè)，確保氨逃逸質(zhì)量濃度在合理范圍內(nèi)，減少低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口堵塞問題。在進(jìn)行氨逃逸質(zhì)量濃度檢測(cè)時(shí)，應(yīng)沿?zé)煹榔矫嫔暇鶆蜻x取多個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣分析，最終結(jié)果取平均值。

2.8 保證CMES自動(dòng)監(jiān)控的準(zhǔn)確性

運(yùn)行過程中，SNCR和SCR脫硝系統(tǒng)噴氨量主要依據(jù)煙囪出口煙氣自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)CMES的氮氧化物質(zhì)量濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。因此，CEMS的準(zhǔn)確性對(duì)脫硝系統(tǒng)的調(diào)整有較大的影響。該環(huán)保能源公司的CEMS的煙氣采樣采用3點(diǎn)采樣的方式，減小由于氮氧化物分布不均所引起的CEMS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏差[7]。濕法塔出口煙氣濕度大，為了減少煙氣中的水蒸氣冷凝影響CMES系統(tǒng)采樣的準(zhǔn)確性，CMES系統(tǒng)加裝了伴熱裝置。除此之外，還定期對(duì)CEMS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行比對(duì)監(jiān)測(cè)，及時(shí)解決CEMS日常運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問題。在鍋爐停爐之后檢查采樣探頭有無腐蝕結(jié)垢，采樣管要進(jìn)行吹掃，防止采樣管中積水，在下次啟爐以后出現(xiàn)CEMS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況。

3 效果檢查

該環(huán)保能源公司采用了以上應(yīng)對(duì)措施以后，鍋爐負(fù)荷和煙氣系統(tǒng)參數(shù)恢復(fù)正常，煙囪出口的各項(xiàng)環(huán)保參數(shù)均在正常值，收到了較好的效果，見表2。

表2 采取措施前后運(yùn)行參數(shù)對(duì)比

停爐以后，打開低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口人孔門，可以看到其管口很干凈，如圖2所示。

圖2 低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1的管口

4 結(jié)束語

通過對(duì)低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口堵塞采取措施，可以得到以下結(jié)論：

(1) 環(huán)保能源公司環(huán)保參數(shù)超低排放后， 氮氧化物排放限值降低，氨逃逸質(zhì)量濃度的增加，帶來了氯化銨在低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口結(jié)晶沉積等問題，嚴(yán)重影響了鍋爐的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

(2 )低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口堵塞除了與SNCR脫硝系統(tǒng)噴氨不均或噴氨過多導(dǎo)致的氨逃逸質(zhì)量濃度嚴(yán)重超標(biāo)有關(guān)，還與進(jìn)入低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1的HCL含量有直接關(guān)系。需要優(yōu)化脫硝系統(tǒng)和脫酸系統(tǒng)的運(yùn)行方式。

(3)采用在低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口加裝蒸汽吹灰器，在低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1入口加裝在線沖洗水管，更換布袋除塵器破損的布袋，可以有效解決堵塞問題。

(4)做好SNCR系統(tǒng)的氨槍維護(hù)工作，定期檢測(cè)氨逃逸質(zhì)量濃度，保證CMES自動(dòng)監(jiān)控的準(zhǔn)確性對(duì)于防止低溫?zé)煔鈸Q熱器GGH1出口堵塞也很重要。