CN110500601A - 处理scr脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的方法 - Google Patents
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Abstract
处理SCR脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的方法，判断机组两侧空气预热器烟气侧的差压是否在空气预热器设计阻力值的150％内，若大于空气预热器设计阻力值的150％时，将空气预热器冷端吹灰均改为连续吹灰，直至降至空气预热器设计阻力值的150％以内后改为正常吹灰方式；若空气预热器仍然堵塞，利用硫酸氢铵清理堵塞；如果空气预热器在完成清洗后，阻力恢复到空气预热器设计阻力值的150％以下，在1～60天内阻力再次升高到空气预热器设计阻力值的150％以上，则从源头上解决氨逃逸过大的问题。本发明实现了不停炉处理火电机组SCR脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的问题，提高了机组运行的安全性、稳定性和经济性。
Description
技术领域
本发明属于烟气脱硝领域，具体涉及一种处理SCR脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的方法。
背景技术
硫酸氢铵(ABS)的生成量与烟气中的SO3、NH3及H2O含量成正比，硫酸氢氨的反应速率主要与温度、烟气中的NH3、SO3及H2O浓度有关，严格控制SCR出口的氨逃逸率在3μL/L以下，这是保证空气预热器不堵灰的重要前提。
硫酸氢铵的形成是可逆的，在高粉尘条件下，发生结垢的最大金属壁温比硫酸氢铵的酸露点温度低4.4℃。在低粉尘浓度的条件下发生结垢的温度范围延伸到硫酸氢铵的酸露点温度之上。气态或颗粒状硫酸氢氨会随着烟气流经空气预热器，不会对空气预热器产生影响；液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰结合，附着于空气预热器传热元件上形成融盐状的积灰，造成空气预热器的腐蚀、堵灰等，严重影响了机组的带负荷能力与锅炉燃烧稳定性，机组带高负荷时氧量低，锅炉结焦严重，因一、二次风压波动较大，锅炉燃烧不稳。空气预热器阻力升高到一定值后甚至会导致机组非停。
机组冷态启动时间长、耗能高，减少了机组发电量，例如660MW机组启动的用油约为80吨，每吨油5500元计算，燃油损失44万元，少发电量约1000万度，锅炉启动过程的油耗、煤耗和少发电量严重降低了机组的经济性。同时，机组非停是影响火电机组安全生产的事故，会受到上级的安全及经济考核。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种处理SCR脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
处理SCR脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的方法，包括以下步骤：
(1)判断机组两侧空气预热器烟气侧的差压是否在空气预热器设计阻力值的150％内，若差压大于空气预热器设计阻力值的150％时，将空气预热器冷端吹灰均改为连续吹灰，直至压差降至空气预热器设计阻力值的150％以内后改为正常吹灰方式；
(2)进行步骤(1)后，若空气预热器还堵塞，利用硫酸氢铵在207℃以上分解、气化的物理化学特性清理堵塞；
(3)进行步骤(2)后，如果空气预热器在完成清洗后，阻力恢复到空气预热器设计阻力值的150％以下，1～60天内阻力再次升高到空气预热器设计阻力值的150％以上，则从源头上解决氨逃逸过大的问题。
本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，若两侧空气预热器烟气侧差压的偏差大于0.3kPa时，增加差压高侧空气预热器的吹灰次数，减少差压低侧的空气预热器的吹灰次数，防止差压偏差大引起风机失速。
本发明进一步的改进在于，步骤(2)中，对空气预热器冷端和烟风道进行隔断，使该区域的烟道和换热器本体形成干烧，使换热管表面沉积的硫酸氢铵蒸发、分解。
本发明进一步的改进在于，步骤(2)的具体过程为：
1)机组负荷降低到30～50％BMCR负荷后，停运一侧送风机，并调节该送风机出口联络门的开度，对该侧空气预热器在线升温，使空气预热器出口烟温为207～240℃，将ABS气化，随着烟气以气体形态排出空气预热器；
2)机组负荷降低到30～50％BMCR负荷后，停运另一侧送风机，并调节该送风机出口联络门的开度，对该侧空气预热器在线升温致空气预热器出口烟温为207～240℃，将ABS气化，随着烟气以气体形态排出空气预热器。
本发明进一步的改进在于，步骤(3)中从源头上解决氨逃逸过大的问题的具体过程如下：
1)对脱硝反应器入口NOx、O2采用网格法摸底测试，得到脱硝反应器入口的整个大截面烟道的NOx分布规律；
2)对脱硝反应器出口的NOx、O2、氨逃逸采用网格法摸底测试，得到脱硝反应器出口整个大截面烟道的NOx分布规律、氨逃逸水平；
3)根据步骤1)中的脱硝反应器入口的整个大截面烟道的NOx分布规律与步骤2)中的脱硝反应器出口整个大截面烟道的NOx分布规律、氨逃逸水平，得到喷氨支管的阀门权重，并按照权重-流量/开度对应关系，进行基于权重阀的喷氨优化，以保证脱硝入口大截面烟道的喷氨比例与流场的烟气量、NOx浓度场相匹配；
4)根据实测的NOx、O2、氨逃逸数据，研判喷氨支管、阀门是否发生了堵塞，从而确定发生堵塞的区域；
5)对发生堵塞的喷氨支管、阀门采用乙炔瓶、氧气瓶的气体燃烧烘烤，分解已生成的硫酸氢氨；测试对应区域的脱硝出口的NOx、O2、氨逃逸，对比烘烤前后的实验数据；
6)若氨逃逸过大，则将负荷降到30～50％BMCR负荷，关断喷氨支管、阀门发生堵塞的一侧空气预热器入口或出口的隔离门，关断对应的引风机的进出口隔离门，停运该侧脱硝反应器，将该侧堵塞的喷氨支管割开，清理对应的喷氨支管、阀门。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
1)本发明可以实现不停炉处理火电机组SCR脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的问题，避免机组非停，提高了机组运行的安全性、稳定性和经济性。
2)通过试验实测，更精准的研判喷氨支管、阀门是否发生了堵塞及堵塞的区域，减少后续的检修工作量。
3)从源头上解决氨逃逸过大的问题，实现大截面烟道上NOx与氨的等摩尔比喷射，避免了局部“氨”过喷现象，这从根源上解决了导致空气预热器堵塞的氨逃逸过大的问题，因此可以缓解空气预热器堵塞，降低风机阻力，减少空气预热器检修成本，同时延长催化剂的使用寿命，优化燃煤电厂的脱硝系统。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明。
本发明包括以下步骤：
(1)机组运行中，首先判断两侧空气预热器烟气侧的差压是否在空气预热器设计阻力值的150％以内，若差压大于空气预热器设计阻力值的150％时，将空气预热器冷端吹灰均改为连续吹灰，直至压差降至空气预热器设计阻力值的150％后再改为正常吹灰方式。由于硫酸氢铵附着在空气预热器的换热元件表面后既粘又硬，蒸汽吹灰不能有效去除硫酸氢铵，需要打开冷端吹灰器高压水冲洗系统，同时投运蒸汽吹灰(保证及时吹干元件表面)。两侧空气预热器烟气侧差压的偏差大于0.3kPa时，增加差压高侧空气预热器的吹灰次数，减少差压低侧的空气预热器的吹灰次数，防止差压偏差大引起风机失速。
(2)部分电厂的空气预热器无法在线高压水冲洗，或者步骤(1)的空气预热器的清堵效果有限时即空气预热器还是堵塞，可以利用硫酸氢铵(ABS)在207℃以上分解、气化的物理化学特性清理ABS堵塞。根据隔断干烧的需要，对空气预热器冷端和烟风道进行隔断，使该区域的烟道和换热器本体形成干烧，使换热管表面沉积的硫酸氢铵蒸发、分解。
具体过程为：
1)机组负荷降低到30～50％BMCR负荷后，停运一侧送风机，并调节该送风机出口联络门的开度，对该侧空气预热器在线升温，使空气预热器出口烟温为207～240℃，提高该侧空气预热器的出口烟温，将ABS气化，随着烟气以气体形态排出空气预热器。
2)机组负荷降低到30～50％BMCR负荷后，停运另一侧送风机，并调节该送风机出口联络门的开度，对该侧空气预热器在线升温致空气预热器出口烟温为207～240℃，提高该侧空气预热器的出口烟温，将ABS气化，随着烟气以气体形态排出空气预热器。
3)升温降差压期间，机组负荷降低后，控制运行送风机侧的空气预热器冷端综合温度不低于150℃，升温、降差压结束，恢复运行时，必须对风机进行刹车，确保风机不反转后方可启动恢复。
4)在脱硝系统未彻底处理好之前，锅炉总风量应以锅炉不流稀焦为前提尽量减小用风量，以降低脱硝入口NOx从而达到减小喷氨量的目的。NOx调整过程中应尽量平缓，避免大幅开关。
(3)如果空气预热器在完成清洗后阻力恢复到空气预热器设计阻力值的150％以下，1～60天内阻力再次升高到空气预热器设计阻力值的150％以上，表明空气预热器上游的脱硝氨逃逸过大，需要采取措施从源头上解决氨逃逸过大的问题，
具体方法如下：
1)对脱硝反应器入口NOx、O2采用网格法摸底测试，摸清脱硝反应器入口的整个大截面烟道的NOx分布规律。
2)对脱硝反应器出口的NOx、O2、氨逃逸采用网格法摸底测试，摸清脱硝反应器出口整个大截面烟道的NOx分布规律、氨逃逸水平。
3)根据测试数据即步骤1)中的脱硝反应器入口的整个大截面烟道的NOx分布规律与步骤2)中的脱硝反应器出口整个大截面烟道的NOx分布规律、氨逃逸水平，定量解析喷氨支管的阀门权重，并按照权重-流量/开度对应关系，开展基于权重阀的喷氨优化，保证脱硝入口大截面烟道的喷氨比例与流场的烟气量、NOx浓度场相匹配，防止局部喷氨超标或过少。
4)根据实测的NOx、O2、氨逃逸数据，研判喷氨支管、阀门是否发生了堵塞，确定发生堵塞的区域，减少后续的检修工作量。
5)对发生堵塞的喷氨支管、阀门可采用乙炔瓶、氧气瓶的气体燃烧烘烤，分解已生成的硫酸氢氨。测试对应区域的脱硝出口的NOx、O2、氨逃逸，对比烘烤前后的实验数据。
6)如果仍无法解决问题，可进一步将负荷降到30～50％BMCR负荷，关断喷氨支管、阀门发生堵塞的一侧空气预热器入口或出口的隔离门，关断对应的引风机的进出口隔离门，停运该侧脱硝反应器，把该侧堵塞的喷氨支管割开，清理对应的喷氨支管、阀门。清理完毕后及时焊接好对应的喷氨支管、阀门，并开启该侧空气预热器进出口的隔离门和对应的引风机的进出口隔离门。
本发明通过优化调整喷氨调门，实现大截面烟道上NOx与氨的等摩尔比喷射，避免了局部“氨”过喷现象，这从根源上解决了导致空气预热器堵塞的氨逃逸过大的问题，因此可以缓解空气预热器堵塞，降低风机阻力，减少空气预热器检修成本，同时延长催化剂的使用寿命，优化燃煤电厂的脱硝系统。
Claims (5)
1.处理SCR脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)判断机组两侧空气预热器烟气侧的差压是否在空气预热器设计阻力值的150％以内，若差压超出该范围，将空气预热器冷端吹灰均改为连续吹灰，直至压差降至空气预热器设计阻力值的150％以内后改为正常吹灰方式；
(2)进行步骤(1)后，若空气预热器还堵塞，利用硫酸氢铵在207℃以上分解、气化的物理化学特性清理堵塞；
(3)进行步骤(2)后，如果空气预热器在完成清洗后，阻力恢复到空气预热器设计阻力值的150％以下，1～60天内阻力再次升高到空气预热器设计阻力值的150％以上，则从源头上解决氨逃逸过大的问题。
2.根据权利要求1所述的处理SCR脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的方法，其特征在于，步骤(1)中，若两侧空气预热器烟气侧差压的偏差大于0.3kPa时，增加差压高侧空气预热器的吹灰次数，减少差压低侧的空气预热器的吹灰次数，防止差压偏差大引起风机失速。
3.根据权利要求1所述的处理SCR脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的方法，其特征在于，步骤(2)中，对空气预热器冷端和烟风道进行隔断，使该区域的烟道和换热器本体形成干烧，使换热管表面沉积的硫酸氢铵蒸发、分解。
4.根据权利要求1所述的处理SCR脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的方法，其特征在于，步骤(2)的具体过程为：
1)机组负荷降低到30～50％BMCR负荷后，停运一侧送风机，并调节该送风机出口联络门的开度，对该侧空气预热器在线升温，使空气预热器出口烟温为207～240℃，将ABS气化，随着烟气以气体形态排出空气预热器；
2)机组负荷降低到30～50％BMCR负荷后，停运另一侧送风机，并调节该送风机出口联络门的开度，对该侧空气预热器在线升温致空气预热器出口烟温为207～240℃，将ABS气化，随着烟气以气体形态排出空气预热器。
5.根据权利要求1所述的处理SCR脱硝氨逃逸过大、空气预热器堵塞的方法，其特征在于，步骤(3)中从源头上解决氨逃逸过大的问题的具体过程如下：
1)对脱硝反应器入口NOx、O2采用网格法摸底测试，得到脱硝反应器入口的整个大截面烟道的NOx分布规律；
2)对脱硝反应器出口的NOx、O2、氨逃逸采用网格法摸底测试，得到脱硝反应器出口整个大截面烟道的NOx分布规律、氨逃逸水平；
3)根据步骤1)中的脱硝反应器入口的整个大截面烟道的NOx分布规律与步骤2)中的脱硝反应器出口整个大截面烟道的NOx分布规律、氨逃逸水平，得到喷氨支管的阀门权重，并按照权重-流量/开度对应关系，进行基于权重阀的喷氨优化，以保证脱硝入口大截面烟道的喷氨比例与流场的烟气量、NOx浓度场相匹配；
4)根据实测的NOx、O2、氨逃逸数据，研判喷氨支管、阀门是否发生了堵塞，从而确定发生堵塞的区域；
5)对发生堵塞的喷氨支管、阀门采用乙炔瓶、氧气瓶的气体燃烧烘烤，分解已生成的硫酸氢氨；测试对应区域的脱硝出口的NOx、O2、氨逃逸，对比烘烤前后的实验数据；
6)若氨逃逸过大，则将负荷降到30～50％BMCR负荷，关断喷氨支管、阀门发生堵塞的一侧空气预热器入口或出口的隔离门，关断对应的引风机的进出口隔离门，停运该侧脱硝反应器，将该侧堵塞的喷氨支管割开，清理对应的喷氨支管、阀门。
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