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關注 | 火電廠尿素法SCR脫硝系統的運行與維護

2020-08-28 16:07:06 來源:電力設備

摘要:本文介紹了尿素法煙氣SCR脫硝工藝在330MW火電機組的應用實例,對尿素法煙氣SCR脫硝系統的運行特點、調整方法、常見異常進行了總結和分析。通過加強對脫硝系統的運行調整和合理維護,保障機組脫硝設備安全穩定、環保經濟運行。

一、脫硝系統簡介

大唐略陽發電有限責任公司安裝兩臺330MW燃煤機組,鍋爐均為東方 鍋爐(集團)股份有限公司制造的亞臨界、四角切圓、自然循環汽包爐,脫硝設備采用低氮燃燒器+選擇性催化還原法(以下簡稱:SCR)全煙氣脫硝;燃燒器為低氮燃燒器,SCR反應器布置于鍋爐省煤器出口與空預器之間,為高粉塵布置。

脫硝設備采用尿素作為還原劑,每臺鍋爐設一套尿素溶液熱解爐,將空預器出口約300℃熱一次風用電加熱器加熱到約600℃,尿素溶液由不銹鋼噴射器霧化后噴入熱解爐迅速熱解,產生SCR反應器所需的氨氣(以下簡稱:NH3)。每臺爐設置1套尿素溶液計量分配裝置,能精確地測量和控制輸送到分解室的尿素溶液流量。

在設計煤種及校核煤種鍋爐最大工況(BMCR)下,低氮燃燒器使SCR入口氮氧化物(以下簡稱:NOx)濃度小于350mg/Nm3,煙氣在省煤器出口處被平均分成兩路,并行進入垂直布置的SCR反應器里,向下流過均流器、催化劑層,SCR反應器使SCR出口NOx濃度小于100mg/Nm3,隨后進入回轉式空氣預熱器、電除塵器、引風機和FGD,最后通過煙囪排入大氣。

二、SCR運行調整注意事項

1.SCR出口兩側煙氣平均值:NOX濃度不大于100mg/Nm3;氨逃逸小于3ppm;脫硝效率不小于80%。

2.SCR入口煙氣溫度維持在300~400℃。

3.若機組負荷太低,SCR入口煙氣溫度低于295℃,為防止催化劑活性下降和大量銨鹽生成,使催化劑、空預器結垢,要停止尿素熱解系統和循環系統,停止向SCR反應器噴入NH3。

4.機組加負荷后,當SCR入口煙溫超過295℃時,啟動尿素循環和熱解系統,繼續向SCR反應器噴入NH3。

5.脫硝系統正常運行中,低氮燃燒器和尿素熱解系統要配合使用,在鍋爐燃燒穩定、飛灰含碳量不明顯增加的情況下要盡可能發揮低氮燃燒器的作用,減少尿素流量。

6.鍋爐正常運行中,尿素熱解系統運行異常時,在鍋爐燃燒穩定的情況下,可以將低氮燃燒器的作用發揮至最大(全開SOFA風),但要加強尾部煙道、SCR、空預器吹灰。

7.控制熱解爐出口溫度在370~390℃,最高不超過420℃。當出口溫度低于350℃,應減少尿素量,開大SOFA風,控制脫硫吸收塔出口NOx小于100mg/Nm3,若SOFA風開至最大后脫硫吸收塔出口NOx超過100mg/Nm3時,要及時減負荷。當熱解爐出口溫度低于338℃,立即停止尿素噴槍運行。

8.控制熱解爐入口溫度不超過600℃,熱解爐本體溫度不超過400℃。

9.為防止噴氨支管及噴嘴積灰堵塞,在電加熱器故障停運后,維持熱一次風至熱解爐門開啟。

10.尿素噴槍應對角投入運行,增加尿素流量前應提前增加電加熱器出力,減小尿素流量后應減小電加熱器出力。

11.尿素溶液濃度在50%左右,單支噴槍出力不超過120L/h。

12.當氨逃逸濃度超過設定值,而SCR出口NOx濃度沒有達到設定要求時,不要繼續增大尿素溶液的噴射量,而應先減少尿素溶液噴射量,把氨逃逸濃度降低至允許的范圍后,再查找氨逃逸高的原因,把氨逃逸率高的問題解決后,才能繼續增大尿素溶液噴射量,以保持SCR出口NOx在允許的范圍內。

13.鍋爐點火后,SCR聲波吹灰器立即投入運行,聲波吹灰器投自動,每兩個吹灰器為一組,吹掃周期為10min,8組吹灰器循環進行吹灰不間斷;當鍋爐停爐吹掃后,停止引風機前,停止SCR聲波吹灰器。在鍋爐運行期間,無特殊原因,SCR聲波吹灰器應保持連續運行。

14.鍋爐啟動正常,SCR正常運行后,投入SCR蒸汽吹灰器,吹掃周期為每兩天一次,第一個前夜班進行。SCR蒸汽吹灰器投入前,必須充分暖管疏水。

三、脫硝SCR系統常見故障及處理

1.發生下列情況之一時,應立即中斷尿素噴射,停運脫硝系統:

a)SCR入口煙氣溫度小于295℃。

b)SCR入口煙氣溫度大于450℃。

c)鍋爐MFT。

d)儀用氣源故障。

e)熱解爐出口溫度<338℃。

f)危及人身、設備安全時。

2.SCR出口NOx濃度異常

原因分析:

需氨量自動給定值異常或給定值過髙、過低;制粉系統方式變化,燃燒區溫度過高,造成煙氣中NOx濃度增大;尿素噴槍流量異常增大或降低;尿素噴槍霧化空氣流量異常增大或降低,或尿素噴槍投入、退出運行;熱解爐故障停運;熱解爐尾部或噴氨格柵堵塞;熱風流量過低。

處理方法:

避免手動方式大幅度調整尿素流量;檢查尿素流量和NOx濃度設定是否正常;制粉系統方式變化前,提前調控尿素流量和NOx濃度設定;熱解爐內溫度和熱解爐尾部溫度異常時,檢查電加熱器;尿素噴槍退出運行時,查明原因、消除故障后及時投入;同流量下某支尿素噴槍調整門開度明顯增大,或某支尿素噴槍流量明顯偏低時,及時進行檢修清理;檢查尿素噴槍霧化壓縮空氣是否正常投入,必要時檢查尿素噴槍霧化效果,霧化效果差的噴槍不得投入運行;調節熱風流量在設計值左右;尿素噴槍霧化壓縮空氣壓力低于0.5MPa時,檢查霧化壓縮空氣系統。

3.熱解爐電加熱器超溫

原因分析:

電加熱器內部嚴重積灰、結晶;熱解爐尾部或噴氨格柵結晶堵塞。

處理方法:

提高一次風系統壓力,進行吹掃;減少熱解爐尿素噴槍流量,設法提高熱解爐尾部溫度;停運尿素熱解系統,疏通熱解爐尾部或噴氨格柵結晶堵塞。

4.空預器堵塞

原因分析:

氨逃逸率大;SCR入口煙氣溫度低;煙氣中含硫濃度大;空預器吹灰不及時。

處理方法:

開大低氮燃燒器SOFA風,降低SCR入口NOx濃度,減少噴氨量,控制氨逃逸在合格范圍內;調整鍋爐燃燒或增加負荷,提高SCR入口煙氣溫度;合理摻配入爐煤,降低煙氣硫份;加強空預器吹灰。

5.催化劑運行故障的處理

催化劑壓損過大,應啟動吹灰器及時吹掃、疏通,吹灰無效果,當SCR催化劑總阻力超過1.5KPa,應停運脫硝系統;催化劑效率降低、氨逃逸率高應減少尿素噴射量,降低脫硝效率運行;催化劑燒結應停運脫硝系統更換催化劑;在啟動、主燃料跳閘、更換燃料、大的負荷變動、停機時可能產生因為不完全燃燒或鍋爐故障而產生的油霧等易燃物,如果油霧、可燃物或煙灰落到催化劑上,進而粘附在催化劑上應停爐處理。

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