CN104033921A - 一种防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置及方法 - Google Patents

一种防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置及方法，该方法根据燃煤锅炉入炉煤中的含硫量Sad、脱硝设施出口氨逃逸浓度CslipNH3，控制空气预热器烟气侧入口烟气与空气预热器空气侧入口空气的质量流量比至β，使空气预热器烟气侧出口温度上升至210-320℃且持续时间不少于h小时，同时打开空气预热器至除尘器的管道上的烟气联络门，使除尘器入口温度≤160℃即可。本发明能够有效地防止因烟气脱硝而带来的硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的问题，另一方面通过设置和调节烟气联络门可以避免烟气温度升高对除尘器特别是袋式除尘器的影响，有利于燃煤锅炉的正常运行。

Description

一种防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置及方法
技术领域
本发明属于火力发电厂烟气脱硝技术领域，具体涉及一种防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置和方法。
背景技术
随着火电厂污染物排放标准的日趋严格，选择性催化还原脱硝（SCR）或非选择性催化还原脱硝（SNCR）成为燃煤锅炉必不可少的一部分，SCR和SNCR均是以NH3为还原剂，还原NOX成为N2和H2O，反应过程中未反应完全的NH3以逃逸氨的形式随烟气排出，同时燃煤锅炉燃烧过程中会产生少量的SO3，未反应的NH3和SO3及烟气中的水发生化合反应生成硫酸氢铵（ABS），化学反应方程式为： 。由方程式可知硫酸氢铵的反应速率主要与烟气温度、烟气中的逃逸NH3浓度、SO3浓度及H2O浓度有关。
硫酸氢铵在不同的温度下分别呈现气态、液态、颗粒状。气态或颗粒状硫酸氢铵会随着烟气流经空气预热器，不会对空气预热器产生影响。而液态硫酸氢铵捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于空气预热器传热元件上形成融盐状的积灰，造成预热器的腐蚀、堵灰等，进而影响预热器的换热及机组的正常运行。为此，在燃煤锅炉脱硝系统的规划设计中，会对空气预热器的设计结构和运行方式做出调整以消除硫酸氢铵对空气预热器运行性能的影响，例如，对采用搪瓷元件作为预热器下部传热元件，进行充分的吹灰清洗等。
即使如此，由于燃煤锅炉入炉煤煤质改变和氨逃逸控制不当造成的烟气中NH3逃逸浓度、SO3浓度及H2O浓度的变化仍会带来液态硫酸氢铵在空气预热器传热元件表面的形成，对空预器形成堵塞。
试验研究表明，对于燃煤机组，烟气中飞灰含量较高，硫酸氢铵在146℃—207℃温度范围内为液态，温度高时硫酸氢铵为气态，温度更高时硫酸氢铵将发生分解反应生成气体NH3、SO3和H2O。因此采用提高空气预热器传热元件温度的方法可以避免液态硫酸氢铵在空气预热器表面的形成，从而防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器。而提高空气预热器传热元件温度可以通过提高空气预热器烟气侧入口烟气温度、提高空气预热器空气侧入口空气温度、降低空气预热器转速等方法来实现。
发明专利CN102042605公开了一种回转式空气预热器分侧热清灰的方法，其主要技术特征在于利用夜间发电机组低负荷，将一次风机、送风机、引风机的负荷全部倒到一侧，另一侧一次风机、送风机、引风机停止运行，改变风机停运侧回转式空气预热器高、中、低温传热元件的传热态势，用风机停运侧预热器进口受控的少量热烟气加热传热元件，同时停止冷一次风和冷二次风进入回转式空气预热器使风机停运侧回转式空气预热器的传热元件在回转时只加热不放热，传热元件温度升高到近热风温度，远高于硫酸氢铵露点，积灰松散、脱落，从而实现回转式空气预热器的清灰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置和方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置，包括顺次连接的燃煤锅炉、脱硝装置、空气预热器、除尘器和引风机，所述空气预热器、除尘器和引风机分别至少为两个，相邻的两个空气预热器至除尘器的管道上设置有烟气联络门，相邻的两个除尘器至引风机的管道上也设置有烟气联络门。
所述空气预热器均连接有送风机；较好的，所述空气预热器为回转式空气预热器或管式空气预热器。
所述相邻的送风机之间设有风联络门，所述空气预热器为回转式空气预热器或管式空气预热器。
利用上述装置防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的方法，该方法根据燃煤锅炉入炉煤中的含硫量Sad、脱硝设施出口氨逃逸浓度CslipNH3，控制空气预热器烟气侧入口烟气与空气预热器空气侧入口空气的质量流量比至β，使空气预热器烟气侧出口温度上升至210-320℃且持续时间不少于h小时，同时打开空气预热器至除尘器的管道上的烟气联络门，使除尘器入口温度≤160℃即可；所述的所述β及h是Sad和CslipNH3的函数，其逻辑关系满足β·h=k·Sad·CslipNH3，k为0.2-1200。所述Sad为0.5-5%（质量百分含量），CslipNH3为0.5-10μmol/mol，β为10-100，h为1-3小时。
所述控制空气预热器烟气侧入口烟气与空气预热器空气侧入口空气的质量流量比通过调节引风机出力和送风机出力实现。
相邻的两个空气预热器周期性的利用上述方法进行防止硫酸氢铵堵塞的处理，即：利用上述方法防止硫酸氢铵堵塞其中一个空气预热器，另一个空气预热器正常工作，工作一段时间之后，互换相邻两个空气预热器的工作状态。
所述周期即相邻两个空气预热器工作方式的间隔时间，间隔时间≥24小时，具体的周期根据k值不同而改变，k值越大，周期越长；k值越小，周期越短。
与现有技术相比，本发明能够有效地防止因烟气脱硝而带来的硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的问题，同时通过调节引风机和送风机出力，调节风联络门烟气联络门可以最大程度的满足锅炉的出力需求，另一方面通过设置和调节烟气联络门可以避免烟气温度升高对除尘器特别是袋式除尘器的影响，有利于燃煤锅炉的正常运行。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
如图1所示的包括顺次连接的第一送风机1、第一出口挡板门2、第一空气预热器3空气侧、燃煤锅炉4、脱硝装置5、第一空气预热器3烟气侧、第一除尘器6、第一入口挡板门7和第一引风机8，所述燃煤锅炉4上同时连接第二空气预热器9空气侧出口，第二空气预热器9空气侧入口连接第二出口挡板门10，第二出口挡板门10连接第二送风机11，第二空气预热器9烟气侧入口连接脱硝装置5，第二空气预热器9烟气侧出口顺次连接有第二除尘器12、第二入门挡板门13和第二引风机14，其中第一出口挡板门2至第一空气预热器3空气侧的管道和第二出口挡板门10至第二空气预热器9空气侧的管道之间设有风联络门16，第一空气预热器3烟气侧至第一除尘器6的管道和第二空气预热器9烟气侧至第二除尘器12的管道之间设有第一烟气联络门15，第一除尘器6至第一入口挡板门7的管道和第二除尘器12至第二入口挡板门13的管道之间设有第二烟气联络门17。
利用上述装置防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器处理时，根据燃煤锅炉入炉煤中的含硫量Sad、脱硝设施出口氨逃逸浓度CslipNH3，控制第一空气预热器3烟气侧入口烟气与空气侧入口空气的质量流量比至β，使第一空气预热器3烟气侧出口温度达到210-320℃且维持h小时，第二空气预热器9正常工作，为了防止第一除尘器6入口温度≤160℃，将第一烟气联络门15打开，使第一除尘器6侧的部分高温气体转入第二除尘器12侧，从而达到防止第一除尘器6入口温度过高的目的；其中所述控制第一空气预热器3烟气侧入口烟气与空气侧入口空气的质量流量比通过调节第一引风机8、第二引风机14出力和第一送风机1、第二送风机11出力，以及风联络门16和第二烟气联络门17的开合来实现，工作时间≥24小时后，互换第一空气预热器3和第二空气预热器9的工作状态，即可达到周期性防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的目的。
实施例2
某电厂一台设有SCR烟气脱硝装置的燃煤锅炉，容量为300MW，其结构示意图如图1所示。燃煤锅炉入炉煤中的含硫量1.0%、脱硝装置出口氨逃逸浓度2.0mg/m3（2.667μmol/mol），该燃煤锅炉通过调节第一引风机8、第二引风机14出力和第一送风机1、第二送风机11出力，以及风联络门16和第二烟气联络门17的开合控制第一空气预热器3烟气侧入口烟气流量与空气侧入口空气的质量流量比增大至5以上，使第一空气预热器3烟气侧出口温度达到280-300℃且持续时间4小时。工作时间24小时后，互换第一空气预热器3和第二空气预热器9的工作状态，即可达到周期性防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的目的。

Claims (7)

1.一种防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置，其特征在于：包括顺次连接的燃煤锅炉、脱硝装置、空气预热器、除尘器和引风机，所述空气预热器、除尘器和引风机分别至少为两个，相邻的两个空气预热器至除尘器的管道上设置有烟气联络门，相邻的两个除尘器至引风机的管道上也设置有烟气联络门。
2.如权利要求1所述的防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置，其特征在于，所述空气预热器均连接有送风机。
3.如权利要求2所述的防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置，其特征在于，所述相邻的送风机之间设有风联络门。
4.如权利要求3所述的防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的装置，其特征在于，所述空气预热器为回转式空气预热器或管式空气预热器。
5.利用权利要求1-4任一所述的装置防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的方法，其特征在于：根据燃煤锅炉入炉煤中的含硫量Sad、脱硝设施出口氨逃逸浓度CslipNH3，控制空气预热器烟气侧入口烟气与空气预热器空气侧入口空气的质量流量比至β，使空气预热器烟气侧出口温度上升至210-320℃且持续时间不少于h小时，同时打开空气预热器至除尘器的管道上的烟气联络门，使除尘器入口温度≤160℃即可；所述的所述β及h是Sad和CslipNH3的函数，其逻辑关系满足β·h=k·Sad·CslipNH3，k为0.2-1200。
6.如权利要求5所述的防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的方法，其特征在于：所述Sad为0.5-5%，CslipNH3为0.5-10μmol/mol，β为10-100，h为1-3小时。
7.如权利要求5或6所述的防止硫酸氢铵堵塞燃煤锅炉空气预热器的方法，其特征在于：所述控制空气预热器烟气侧入口烟气与空气预热器空气侧入口空气的质量流量比通过调节引风机出力和送风机出力实现。
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