CN104180378A - 一种在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法 - Google Patents

一种在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法。利用了机组调峰低负荷时段，根据硫酸氢铵沉积过程的可逆性原理，提出了一种运行调整方法，使单侧空预器隔绝空气，通入少量高温烟气，逐步提高空预器整体部件温度，使附着在传热元件上的液态硫酸氢铵气化，从而消除堵塞。目前我国的燃煤机组调峰频繁，经常在夜间有长时间低负荷运行时段，这样机组就能够经常利用低负荷调峰时段，对空预器进行轮流硫酸氢铵堵灰清理，降低空预器阻力，避免停机进行高压水冲洗，减少经济损失。

Description

一种在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法
技术领域
本发明涉及消除燃煤锅炉堵灰的方法，特别是一种在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰方法
背景技术
按照GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》的要求，从2014年开始,现有火电厂燃煤锅炉NOx排放标准达到100mg/m3以下。因此目前火电厂燃煤锅炉普遍采用选择性催化还原技术(SCR)烟气脱硝方式。在SCR过程中，还原剂NH3(如氨或尿素)被喷入烟气，在特定的温度范围(320℃～450℃)以及催化剂和氧气存在的条件下，NH3有选择地与烟气中的NOx反应，将NOx还原成N2和H2O。
但是SCR工艺存在明显的负面作用。由于有副反应SO2被氧化成SO3的反应的存在，会造成烟气中SO3浓度过高；同时在脱硝过程中由于氨的不完全反应，SCR烟气脱硝过程逃逸NH3是难免的。SO3会和NH3反应产生硫酸氢铵。其反应如下:
NH3+SO3+H2O＝NH4HSO4          (1)
在通常运行温度下，硫酸氢铵的露点为147℃,以液体形式在物体表面聚集或以液滴形式分散于烟气中。在燃煤电站锅炉系统中，烟气经过SCR反应器后，进入回转式空预器(如附图1所示)，在空预器内排烟温度逐步降低，当温度降至185℃以下时，烟气中已生成的气态硫酸氢铵会在空预器的传热元件上凝固下来。典型的回转式空预器温度场与硫酸氢铵沉积带分布见图2。液态的硫酸氢铵是一种粘性很强的物质，在烟气中会粘附飞灰，造成空预器结垢、堵塞，采用普通的蒸汽吹灰方式无法清除，不仅使得空预器的阻力增加、换热效率降低，严重时导致锅炉出力不足或燃烧不稳。
SCR系统中SO3和逃逸NH3是难以消除的，硫酸氢铵的生成也就在所难免，燃煤锅炉投入SCR脱硝系统后，硫酸氢铵造成的空预器堵塞成为困扰锅炉长期稳定运行的痼疾。当空预器堵塞严重时，不得不停机进行高压水冲洗。据统计，投入脱硝系统后，空预器的高压水冲洗的周期约3-12个月(见附图3)。机组每启停一次费用巨大，以300MW机组为例，每启停一次机组，费用约100万元。
发明内容：
为了克服以上问题，本发明提出了一种在机组低负荷下，使空预器单侧运行消除硫酸氢铵堵灰的运行操作方法。能够在不停机条件下在线清除空预器的硫酸氢铵堵塞，大大提高机组的经济性和可靠性。该发明利用硫酸氢铵的沉积的过程是可逆的原理,即当温度提升到露点以上时，已经沉积在空预器受热面上的液态硫酸氢铵将蒸发为气态，已经形成的堵塞就会消除。例如根据实际运行常识，在附图2所示在空预器热段，由于硫酸氢铵为气态，一般不会发生堵塞，说明气态硫酸氢铵不会发生堵灰。因此，在机组运行中，如果能够将已发生硫酸氢铵堵塞的空预器冷段温度升高，让液态硫酸氢铵气化，就能够消除堵塞。
典型的燃煤锅炉风烟系统由双空预器组成，如附图1所示，在锅炉低负荷时，单台空预器可以满足换热要求，因此可以在低负荷时段，使单台空预器正常运行，另一台空预器则隔绝空气，通入少量热烟气，由于没有冷却介质空气的换热，空预器的受热面温度会升高，达到SCR出口的烟气温度300℃以上，超过了硫酸氢铵露点，使空预器冷端沉积的液态硫酸氢铵气化，实现消除硫酸氢铵堵灰的目的。
1、一种在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法，其特征是：包括以下操作步骤：
(1)在机组调峰低负荷运行时段，打开空预器入口一次风道联络挡板；
(2)打开空预器入口二次风道联络挡板；
(3)关闭单侧空预器出口一次风风道挡板，确保严密；
(4)关闭单侧空预器出口二次风风道挡板，确保严密；
(5)微开单侧空预器入口烟气挡板开度，进入少量烟气，确保另一侧空预器运行所需烟气量；
(6)监视单侧空预器温度指示，使其逐步上升至所需烟温；
(7)保持单侧预期烟温若干小时，逐步使硫酸氢铵蒸发为气态；
(8)机组调峰低负荷时段结束后，打开单侧空预器出口一次风风道挡板，打开单侧空预器出口二次风风道挡板，全开单侧空预器入口烟气挡板，单侧空预器恢复正常运行；
(9)投入空预器行蒸汽吹灰器，进行一次蒸汽吹灰操作，清除浮灰，清灰过程结束。
2、所述的在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法，其特征是：在所述机组调峰低负荷达到50％时，单台所述空预器运行即可以满足要求。
3、所述的在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法，其特征是：步骤5中，缓慢关闭所述空预器A入口所述烟气挡板5，但并不完全关闭，保持5-10％开度，进入少量烟气。
4、所述的在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法，其特征是：步骤6中，所述空预器A内所述换热元件将缓慢被加热到所述SCR出口烟温为300℃；同时所述空预器B内烟气流量增大，相当于约100％负荷下工作状态。
本发明的有益效果为：
1.当空预器存在硫酸氢铵积灰堵塞时，不必停机进行高压水冲洗，利用机组调峰低负荷时段，通过运行调整，使单侧空预器隔绝空气，通入少量高温烟气，逐步提高空预器整体部件温度，使附着在传热元件上的液体硫酸氢铵气化；同时另一侧空预器正常运行，能够满足低负荷正常运行的要求。
2.有效利用我国的燃煤机组调峰时段(经常在夜间有长时间低负荷运行时段)，机组能够利用低负荷调峰时段，轮流对空预器进行硫酸氢铵堵灰清理，降低空预器阻力，避免停机进行高压水冲洗，减少经济损失。
3.能够在不停机条件下在线清除空预器的硫酸氢铵堵塞，大大提高机组的经济性和可靠性。
附图说明
附图1，燃煤锅炉典型烟风系统示意图
附图2，回转式空预器温度场与硫酸氢铵沉积带分布
附图3，SCR脱硝空预器清洗周期
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的阐述。应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如附图1所示火电厂燃煤锅炉典型烟风系统，在机组调峰50％负荷时，采取操作步骤如下：
(1)正常运行中，附图1所示所有风门挡板处于全开位置。
(2)在机组调峰低负荷达到50％时，单台空预器运行即可以满足要求。假设需要清除空预器A硫酸氢铵堵塞，保持空预器B正常运行。首先保持空预器入口一次风道联络挡板1处于全开；
(3)保持空预器入口二次风道联络挡板2处于全开；
(4)关闭空预器A出口一次风风道挡板3，并确保严密，原先通过空预器A的一次风空气将通过挡板1进入空预器B；
(5)关闭空预器A出口二次风风道挡板4，并确保严密，原先通过空预器A的二次风空气将通过挡板2进入空预器B；
(6)缓慢关闭空预器A入口烟气挡板5，但并不完全关闭，保持5-10％开度，进入少量烟气。
(7)经过步骤(4)、(5)、(6)，空预器A内没有冷却介质空气，而有少量热烟气流过，空预器A内换热元件将缓慢被加热到SCR出口烟温(一般约300℃左右)；同时空预器B内烟气流量增大，相当于约100％负荷下工作状态。
(8)保持以上状态若干小时，逐步使空预器A内得硫酸氢铵蒸发为气态；
(9)机组调峰低负荷时段结束后，打开单侧空预器出口一次风风道挡板3，打开单侧空预器出口二次风风道挡板4，全开单侧空预器入口烟气挡板5，空预器A恢复正常运行；
(10)投入空预器A蒸汽吹灰器，进行一次蒸汽吹灰操作，清除浮灰，清灰过程结束。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法，其特征是：包括以下操作步骤：
(1)在机组调峰低负荷运行时段，打开空预器入口一次风道联络挡板；
(2)打开空预器入口二次风道联络挡板；
(3)关闭单侧空预器出口一次风风道挡板，确保严密；
(4)关闭单侧空预器出口二次风风道挡板，确保严密；
(5)微开单侧空预器入口烟气挡板开度，进入少量烟气，确保另一侧空预器运行所需烟气量；
(6)监视单侧空预器温度指示，使其逐步上升至所需烟温；
(7)保持单侧预期烟温若干小时，逐步使硫酸氢铵蒸发为气态；
(8)机组调峰低负荷时段结束后，打开单侧空预器出口一次风风道挡板，打开单侧空预器出口二次风风道挡板，全开单侧空预器入口烟气挡板，单侧空预器恢复正常运行；
(9)投入空预器行蒸汽吹灰器，进行一次蒸汽吹灰操作，清除浮灰，清灰过程结束。
2.根据权利要求1所述的在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法，其特征是：在所述机组调峰低负荷达到50％时，单台所述空预器运行即可以满足要求。
3.根据权利要求1所述的在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法，其特征是：步骤5中，缓慢关闭所述空预器A入口所述烟气挡板5，但并不完全关闭，保持5-10％开度，进入少量烟气。
4.根据权利要求1所述的在线消除火电厂燃煤锅炉空预器硫酸氢铵堵灰的方法，其特征是：步骤6中，所述空预器A内所述换热元件将缓慢被加热到所述SCR出口烟温为300℃；同时所述空预器B内烟气流量增大，相当于约100％负荷下工作状态。
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