對于火電廠脫硝技術(shù)的理想要求是,SCR?出口 NOx 需要能夠達(dá)到最低排放標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)所逃逸的NH3濃度小于標(biāo)準(zhǔn)值,這就需要使得 NOx和 NH3的檢測確保準(zhǔn)確,若是 NH3超過標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)造成空預(yù)器出現(xiàn)結(jié)焦的情況,使得機(jī)組的效率下降,嚴(yán)重的還會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生損壞等。所以本文主要就對火電廠脫硝改造及對鍋爐系統(tǒng)影響進(jìn)行分析和探討。
1 火電廠脫銷技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
我國火電廠比較常見的脫硝技術(shù)有 SCR(選擇性催化還原法)、SNCR(非選擇性催化還原法)和對這兩種方法進(jìn)行結(jié)合的方式,選擇性催化還原法在實(shí)際的脫硝當(dāng)中有污染小以及凈化效果高以及技術(shù)水平成熟等特征,脫銷率可以達(dá)到 80-90% 左右,但是對于非選擇性催化還原法來講,在脫硝中不需要催化劑,運(yùn)行中成本也比較低,然而會(huì)導(dǎo)致二次污染的產(chǎn)生,同時(shí)脫銷率不是很高,通常只能達(dá)到 30-50% 左右。
選擇性催化還原法其原理為:火力發(fā)電廠機(jī)組的省煤器和預(yù)熱器之間,對于選擇性催化還原反應(yīng)器實(shí)施設(shè)置,在機(jī)組完成運(yùn)行之后,煙氣在垂直狀態(tài)在反應(yīng)器中進(jìn)入,催化劑在對其反應(yīng)之后,對于一些有害的氮化物氣體進(jìn)行還原為水和氮?dú)狻T谠摲磻?yīng)當(dāng)中,一般需要確保溫度能夠在 300-400℃之間;對于非選擇性催化還原法來講,其技術(shù)原理就是鍋爐當(dāng)中的煙氣溫度在達(dá)到 900-1000℃時(shí),將鍋爐內(nèi)部進(jìn)行還原劑的加入,比如,尿素和氮等,以此對一些有害的氮化物還原為水和氮?dú)?。對這兩個(gè)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合在一起,主要就是對其各自的優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合,以此來彌補(bǔ)彼此的不足,將脫銷率不斷提升。因?yàn)檫@兩種技術(shù)融合之后,脫硝工藝會(huì)比較復(fù)雜。因此,對于這兩種技術(shù)的結(jié)合使用主要應(yīng)用在一些脫銷率要求比較高的場景中。
脫硝技術(shù)主要就是對氮化物進(jìn)行消除的一個(gè)過程,以此來避免火電廠對環(huán)境造成污染。相對于我國當(dāng)前實(shí)際的發(fā)展來講,因?yàn)槭艿较嚓P(guān)因素對其的影響,使得在火電廠生產(chǎn)中脫硝技術(shù)有著很大的局限性,比如,實(shí)際操作難度大以及運(yùn)行的成本比較高等。因此,使得我國火電廠在對脫硝技術(shù)的應(yīng)用方面,和西方一些發(fā)達(dá)國家相比有一些落后。近些年,隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善,使得脫硝技術(shù)有了很大的發(fā)展,使得在一定意義上能夠很好的滿足火電廠的實(shí)際生產(chǎn)需求。
2 氮氧化物排放濃度不能達(dá)標(biāo)的主要原因
2.1 影響脫硝效率的因素
由于各個(gè)區(qū)域的煤質(zhì)不同,造成煤炭混燒的情況一致存在,因此,燃燒一些低熱量的煤炭會(huì)出現(xiàn)很大的煙氣;反之,若是采用一些高熱量的煤質(zhì),所產(chǎn)生的煙氣量也會(huì)非常少。若是煤質(zhì)熱值比較低,其水分就比較少,燃燒所產(chǎn)生的煙氣溫度也會(huì)非常高,煙氣量通常在一定基礎(chǔ)上就會(huì)使得脫銷率降低。煤質(zhì)所產(chǎn)生的變化使得對 SCR 裝置和催化劑的要求也會(huì)很高。
2.2 煙氣的溫度
氮化物脫銷率影響因素主要就是因?yàn)殄仩t排煙溫度不同?;痣姀S在對 SCR 法選擇中,鍋爐的煙氣溫度范圍通常在 871 ~ 1038℃,還原劑主要就是氮,其產(chǎn)生相應(yīng)的變化;溫度在沒有達(dá)到 871℃時(shí),反應(yīng)會(huì)不完全,使得脫銷率降低,其中的氮自身的逃逸率也會(huì)提升,使得雙重污染產(chǎn)生。SNCR 法也可以應(yīng)用尿素作為還原劑,和水進(jìn)行混合調(diào)成一定濃度的液體,繼而將其加入到溫度為 927 ~ 1093℃的煙氣當(dāng)中,以此確保其和噴氨相同的效果。
3 火電廠脫硝改造及對鍋爐系統(tǒng)影響
3.1 對鍋爐燃燒的影響
應(yīng)用低氮燃燒器和脫硝工藝結(jié)合的方式,可以對煙氣當(dāng)中的氮化物含量實(shí)現(xiàn)合理的控制,以此將其含量減少,從而將煙氣中的氮化物及時(shí)的脫除。在通過這種方式改造之后,一般,氮化物的排放量可以有效的控制在 60mg/m3以內(nèi)。
低氮燃燒的原理主要是:對氮化物進(jìn)行抑制,同時(shí)應(yīng)用二次燃燒的方法,可以使得在實(shí)際的燃燒當(dāng)中,氮化物降低到 40% 左右。例如,某火電廠,該火電廠有兩臺(tái)鍋爐系統(tǒng),其使用的主要就是直流燃燒器,為了能夠?qū)㈠仩t的燃燒效率提升,火電廠管理人員和技術(shù)人員研究之后對鍋爐燃燒器實(shí)施改造,選用低氮燃燒技術(shù),具體主要就是,在主燃燒器上部,進(jìn)行高位和低位分離盡風(fēng)的設(shè)置,同時(shí)進(jìn)行還原性氣氛的設(shè)置,以此來對氮化物的生成實(shí)施抑制。
在對于燃燒器的改造中,在對鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行效率不產(chǎn)生影響的基礎(chǔ)上,對風(fēng)箱合理改造,采用新增設(shè)的盡風(fēng)系統(tǒng),使得煤粉管道能夠保持相應(yīng)的性能,以此使得其對鍋爐燃燒系統(tǒng)正常運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生影響。
3.2 對引風(fēng)機(jī)的影響
某個(gè)火電廠鍋爐機(jī)組采用的是靜葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī),在進(jìn)行改造前對煙氣系統(tǒng)阻力進(jìn)行測試和評(píng)估,通過評(píng)估之后,進(jìn)行脫硝裝置的增設(shè),但是引風(fēng)機(jī)自身的出力能力和相關(guān)要求不相符合。因此,在實(shí)際的改造中對于引風(fēng)機(jī)實(shí)施了改造。因?yàn)樵摶痣姀S在實(shí)際的改造中對引風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓設(shè)置為 15%和30%。在完成改造之后,BMCR 工況基礎(chǔ)中,將其阻力增大到了 1.35kPa。
通過對煙氣脫硝改造之后實(shí)施相應(yīng)的核算,引風(fēng)機(jī)阻力增加到了 5.5kPa。因?yàn)樵摶痣姀S在實(shí)際的改造之前考慮的不是很完善,使得引風(fēng)機(jī)參數(shù)非常大,在運(yùn)行中,煙氣系統(tǒng)阻力小于所計(jì)算的阻力,使得風(fēng)機(jī)很難高效運(yùn)行,這樣就對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率產(chǎn)生影響
3.3 對空氣預(yù)熱器的影響
某火電廠在對于其自身的鍋爐系統(tǒng)建設(shè)當(dāng)中,為了能夠有效的滿足脫硝系統(tǒng)的實(shí)際需求,采用的空氣預(yù)熱器主要是國產(chǎn)的。在脫硝系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行之后,選擇性還原催化劑的自身催化效果下降,在脫硝當(dāng)中,氮?dú)鈬娙肓恳苍诓粩嗟脑龃?,逃逸率也在上升。因此,在此基礎(chǔ)上,使得硫酸銨不斷產(chǎn)生,同時(shí)在空氣預(yù)熱器傳熱部件當(dāng)中附著,在積灰厚度達(dá)到一定的厚度之后,換熱通道就會(huì)出現(xiàn)堵塞,預(yù)熱器自身的運(yùn)行阻力也會(huì)增加,同時(shí)使得傳熱效率降低。
4 結(jié)語
總之,在對煙氣脫硝設(shè)備進(jìn)行改造當(dāng)中,需要對改造當(dāng)中對于鍋爐系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響綜合分析,同時(shí)采用科學(xué)合理的改造方法,對鍋爐運(yùn)行安全和穩(wěn)定性的影響降低,這樣才能夠使得火電廠的生產(chǎn)效率提升。
重的還會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生損壞等。所以本文主要就對火電廠脫硝改造及對鍋爐系統(tǒng)影響進(jìn)行分析和探討。