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火电厂尿素法SCR脱硝系统的运行与维护
时间:2020-08-31 10:27:50

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摘要:本文介绍了尿素法烟气SCR脱硝工艺在330MW火电机组的应用实例,对尿素法烟气SCR脱硝系统的运行特点、调整方法、常见异常进行了总结和分析。通过加强对脱硝系统的运行调整和合理维护,保障机组脱硝设备安全稳定、环保经济运行。

一、脱硝系统简介

大唐略阳发电有限责任公司安装两台330MW燃煤机组,锅炉均为东方 锅炉(集团)股份有限公司制造的亚临界、四角切圆、自然循环汽包炉,脱硝设备采用低氮燃烧器+选择性催化还原法(以下简称:SCR)全烟气脱硝;燃烧器为低氮燃烧器,SCR反应器布置于锅炉省煤器出口与空预器之间,为高粉尘布置。

脱硝设备采用尿素作为还原剂,每台锅炉设一套尿素溶液热解炉,将空预器出口约300℃热一次风用电加热器加热到约600℃,尿素溶液由不锈钢喷射器雾化后喷入热解炉迅速热解,产生SCR反应器所需的氨气(以下简称:NH3)。每台炉设置1套尿素溶液计量分配装置,能精确地测量和控制输送到分解室的尿素溶液流量。

在设计煤种及校核煤种锅炉最大工况(BMCR)下,低氮燃烧器使SCR入口氮氧化物(以下简称:NOx)浓度小于350mg/Nm3,烟气在省煤器出口处被平均分成两路,并行进入垂直布置的SCR反应器里,向下流过均流器、催化剂层,SCR反应器使SCR出口NOx浓度小于100mg/Nm3,随后进入回转式空气预热器、电除尘器、引风机和FGD,最后通过烟囱排入大气。

二、SCR运行调整注意事项

1.SCR出口两侧烟气平均值:NOX浓度不大于100mg/Nm3;氨逃逸小于3ppm;脱硝效率不小于80%。

2.SCR入口烟气温度维持在300~400℃。

3.若机组负荷太低,SCR入口烟气温度低于295℃,为防止催化剂活性下降和大量铵盐生成,使催化剂、空预器结垢,要停止尿素热解系统和循环系统,停止向SCR反应器喷入NH3。

4.机组加负荷后,当SCR入口烟温超过295℃时,启动尿素循环和热解系统,继续向SCR反应器喷入NH3。

5.脱硝系统正常运行中,低氮燃烧器和尿素热解系统要配合使用,在锅炉燃烧稳定、飞灰含碳量不明显增加的情况下要尽可能发挥低氮燃烧器的作用,减少尿素流量。

6.锅炉正常运行中,尿素热解系统运行异常时,在锅炉燃烧稳定的情况下,可以将低氮燃烧器的作用发挥至最大(全开SOFA风),但要加强尾部烟道、SCR、空预器吹灰。

7.控制热解炉出口温度在370~390℃,最高不超过420℃。当出口温度低于350℃,应减少尿素量,开大SOFA风,控制脱硫吸收塔出口NOx小于100mg/Nm3,若SOFA风开至最大后脱硫吸收塔出口NOx超过100mg/Nm3时,要及时减负荷。当热解炉出口温度低于338℃,立即停止尿素喷枪运行。

8.控制热解炉入口温度不超过600℃,热解炉本体温度不超过400℃。

9.为防止喷氨支管及喷嘴积灰堵塞,在电加热器故障停运后,维持热一次风至热解炉门开启。

10.尿素喷枪应对角投入运行,增加尿素流量前应提前增加电加热器出力,减小尿素流量后应减小电加热器出力。

11.尿素溶液浓度在50%左右,单支喷枪出力不超过120L/h。

12.当氨逃逸浓度超过设定值,而SCR出口NOx浓度没有达到设定要求时,不要继续增大尿素溶液的喷射量,而应先减少尿素溶液喷射量,把氨逃逸浓度降低至允许的范围后,再查找氨逃逸高的原因,把氨逃逸率高的问题解决后,才能继续增大尿素溶液喷射量,以保持SCR出口NOx在允许的范围内。

13.锅炉点火后,SCR声波吹灰器立即投入运行,声波吹灰器投自动,每两个吹灰器为一组,吹扫周期为10min,8组吹灰器循环进行吹灰不间断;当锅炉停炉吹扫后,停止引风机前,停止SCR声波吹灰器。在锅炉运行期间,无特殊原因,SCR声波吹灰器应保持连续运行。

14.锅炉启动正常,SCR正常运行后,投入SCR蒸汽吹灰器,吹扫周期为每两天一次,第一个前夜班进行。SCR蒸汽吹灰器投入前,必须充分暖管疏水。

三、脱硝SCR系统常见故障及处理

1.发生下列情况之一时,应立即中断尿素喷射,停运脱硝系统:

a)SCR入口烟气温度小于295℃。

b)SCR入口烟气温度大于450℃。

c)锅炉MFT。

d)仪用气源故障。

e)热解炉出口温度<338℃。

f)危及人身、设备安全时。

2.SCR出口NOx浓度异常

原因分析:

需氨量自动给定值异常或给定值过髙、过低;制粉系统方式变化,燃烧区温度过高,造成烟气中NOx浓度增大;尿素喷枪流量异常增大或降低;尿素喷枪雾化空气流量异常增大或降低,或尿素喷枪投入、退出运行;热解炉故障停运;热解炉尾部或喷氨格栅堵塞;热风流量过低。

处理方法:

避免手动方式大幅度调整尿素流量;检查尿素流量和NOx浓度设定是否正常;制粉系统方式变化前,提前调控尿素流量和NOx浓度设定;热解炉内温度和热解炉尾部温度异常时,检查电加热器;尿素喷枪退出运行时,查明原因、消除故障后及时投入;同流量下某支尿素喷枪调整门开度明显增大,或某支尿素喷枪流量明显偏低时,及时进行检修清理;检查尿素喷枪雾化压缩空气是否正常投入,必要时检查尿素喷枪雾化效果,雾化效果差的喷枪不得投入运行;调节热风流量在设计值左右;尿素喷枪雾化压缩空气压力低于0.5MPa时,检查雾化压缩空气系统。

3.热解炉电加热器超温

原因分析:

电加热器内部严重积灰、结晶;热解炉尾部或喷氨格栅结晶堵塞。

处理方法:

提高一次风系统压力,进行吹扫;减少热解炉尿素喷枪流量,设法提高热解炉尾部温度;停运尿素热解系统,疏通热解炉尾部或喷氨格栅结晶堵塞。

4.空预器堵塞

原因分析:

氨逃逸率大;SCR入口烟气温度低;烟气中含硫浓度大;空预器吹灰不及时。

处理方法:

开大低氮燃烧器SOFA风,降低SCR入口NOx浓度,减少喷氨量,控制氨逃逸在合格范围内;调整锅炉燃烧或增加负荷,提高SCR入口烟气温度;合理掺配入炉煤,降低烟气硫份;加强空预器吹灰。

5.催化剂运行故障的处理

催化剂压损过大,应启动吹灰器及时吹扫、疏通,吹灰无效果,当SCR催化剂总阻力超过1.5KPa,应停运脱硝系统;催化剂效率降低、氨逃逸率高应减少尿素喷射量,降低脱硝效率运行;催化剂烧结应停运脱硝系统更换催化剂;在启动、主燃料跳闸、更换燃料、大的负荷变动、停机时可能产生因为不完全燃烧或锅炉故障而产生的油雾等易燃物,如果油雾、可燃物或烟灰落到催化剂上,进而粘附在催化剂上应停炉处理。

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