火电厂烟气脱硝系统综合诊断与治理.ppt

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1、火电厂烟气脱硝系统火电厂烟气脱硝系统综合诊断与治理综合诊断与治理大唐南京环保科技有限公司大唐南京环保科技有限公司东南大学东南大学 能源与环境学院能源与环境学院2014年年12月月序言序言o随随着着中中国国环环保保要要求求的的日日益益严严格格及及执执法法力力度度的的加加强强，烟烟气气NOx排排放放的的问问题题越越来来越越受受到到国国家家环环保保部部门门和和公公众众的的重重视视。按按照照新新的的国国家家环环保保标标准准，火火电电厂厂燃燃煤煤锅锅炉炉烟烟气气NOx排排放放浓浓度度不不得得超超过过100mg/Nm3，为为此此国国内内大大型型火火电电燃燃煤煤锅锅炉炉已基本完成了脱硝改造已基本完成了脱硝改

2、造。o目目前前各各大大发发电电集集团团公公司司正正在在进进行行大大型型火火电电燃燃煤煤锅锅炉炉超超低低排排放放的的示示范范改改造造工工程程，以以烟烟气气NOx排排放放浓浓度度降降低低至至50mg/Nm3以下以下为为目目标标。序言序言o然而，全国范然而，全国范围围内内锅锅炉烟气脱硝系炉烟气脱硝系统统短短时间时间内突内突击击上上马马，设计设计、制造、成套、制造、成套、调试调试、运行各方面均不、运行各方面均不够够成熟、技成熟、技术术水平参差不水平参差不齐齐。目前在役的脱硝系。目前在役的脱硝系统统已暴露出大量缺已暴露出大量缺陷和陷和问题问题。主要集中在流。主要集中在流场场、喷喷氨、氨逃逸、低温腐氨、氨

3、逃逸、低温腐蚀蚀等几个方面，等几个方面，进进而引起一系列的而引起一系列的问题问题。o针对针对上述上述现现状与未来状与未来发发展展趋势趋势，火电厂烟气脱硝系统火电厂烟气脱硝系统综合诊断与治理非常必要。综合诊断与治理非常必要。大纲大纲o本报告针对火电厂烟气脱硝系统综合诊断与治理主要讨本报告针对火电厂烟气脱硝系统综合诊断与治理主要讨论如下专题：论如下专题：1.流流场优场优化化2.喷喷氨格氨格栅优栅优化化调调整整3.炉内燃炉内燃烧烧及及NOX排放排放联联合合优优化化调调整整4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理5.烟气成分与氨逃逸烟气成分与氨逃逸测试测试1.流场优化流场优化A侧侧B侧侧华华能国能

4、国际际某某300MW机机组组SCR1.流场优化流场优化A侧侧B侧侧大唐某大唐某660MW机机组组SCR1.流场优化流场优化大唐某大唐某660MW机机组组SCR1.流场优化流场优化华电华电某某660MW机机组组SCR1.流场优化流场优化华电华电某某660MW机机组组SCR1.流场优化流场优化华电华电某某660MW机机组组SCR1.流场优化流场优化华电华电某某660MW机机组组SCR1.流场优化流场优化改改造造前前改改造造后后华电华电某某660MW机机组组SCR1.流场优化流场优化气固两相流动流场分布云图气固两相流动流场分布云图改造后改造后改造前改造前离前墙距离i/m浓度分布比例S/%012345

5、67891010.80.60.40.20华电华电某某660MW机机组组SCR2.喷喷氨格氨格栅优栅优化化调调整整某某660MW机机组组SCR装置与装置与喷喷氨格氨格栅栅2.喷喷氨格氨格栅优栅优化化调调整整1 雾化喷射器尿素流量超限2 SCR出口两侧NOx排放不均3 烟囱进口NOX偏低及A侧空预器漏风及其阻力较大等目前存在问题目前存在问题某某660MW机机组组SCR装置与装置与喷喷氨格氨格栅栅2.喷喷氨格氨格栅优栅优化化调调整整调整技术路线调整技术路线调整前预测试调整前预测试两侧氨空调节总阀的调整两侧氨空调节总阀的调整氨空调节分阀的调整氨空调节分阀的调整故障排除后喷氨装置调整故障排除后喷氨装置调

6、整氨空调节总阀调整前后的效果分析氨空调节总阀调整前后的效果分析某某660MW机机组组SCR装置与装置与喷喷氨格氨格栅栅2.喷喷氨格氨格栅优栅优化化调调整整调整前预测试调整前预测试大唐某大唐某660MW机机组组SCR某某660MW机机组组SCR装置与装置与喷喷氨格氨格栅栅2.喷喷氨格氨格栅优栅优化化调调整整两侧氨空调节总阀的调整两侧氨空调节总阀的调整某某660MW机机组组SCR装置与装置与喷喷氨格氨格栅栅2.喷喷氨格氨格栅优栅优化化调调整整B侧氨空调节分阀的调整侧氨空调节分阀的调整故障排除后故障排除后B侧喷氨装置调整侧喷氨装置调整某某660MW机机组组SCR装置与装置与喷喷氨格氨格栅栅2.喷喷氨

7、格氨格栅优栅优化化调调整整B侧氨空调节分阀的调整侧氨空调节分阀的调整某某660MW机机组组SCR装置与装置与喷喷氨格氨格栅栅2.喷喷氨格氨格栅优栅优化化调调整整调调整整前前预预测测试试中石化某中石化某热电热电厂厂SCR喷喷氨格氨格栅调栅调整整2.喷喷氨格氨格栅优栅优化化调调整整相关参数单位空预器出口调整前空预器出口调整后甲侧烟道平均NOX排放mg/Nm3113.295.1乙侧烟道平均NOX排放mg/Nm397.392.5两侧烟道平均NOX排放mg/Nm3104.893.8甲侧烟道平均氨逃逸排放ppm5.03.8乙侧烟道平均氨逃逸排放ppm8.22.6两侧烟道平均氨逃逸排放ppm6.63.2调整

8、前调整前后空预器出口氨逃逸对比后空预器出口氨逃逸对比中石化某中石化某热电热电厂厂SCR喷喷氨格氨格栅调栅调整整3.炉内燃炉内燃烧烧及及NOX排放排放联联合合优优化化调调整整 本本次次联联合合优优化化试试验验对对象象为为大大唐唐集集团团某某电电厂厂660MW机机组组，本本调调整整分分三三个个阶阶段段完完成成，分分别别对对应应三三个个机机组组负负荷荷（660、550、400MW，对对应应约约 100%、80%、60%额额定定负负荷）。荷）。为为了了解解各各运运行行参参数数对对锅锅炉炉效效率率、NOX排排放放的的影影响响规规律，三个机律，三个机组负组负荷下均荷下均对对如下运行参数如下运行参数进进行行

9、单单因素因素调调整：整：磨磨煤煤机机配配煤煤方方式式、磨磨煤煤机机进进口口风风量量、磨磨煤煤机机投投停停方方式式、SOFA 风风投投运运方方式式、运运行行氧氧量量、二二次次风风配配风风、SOFA 摆摆角角、主燃主燃烧烧器器摆摆角、角、SCR 脱硝效率及吹灰装置。脱硝效率及吹灰装置。3.炉内燃炉内燃烧烧及及NOX排放排放联联合合优优化化调调整整不不应应建建议议低于低于3.0%，否，否则则会会导导致致CO含量及含量及飞飞灰含碳量明灰含碳量明显显增加。增加。3.炉内燃炉内燃烧烧及及NOX排放排放联联合合优优化化调调整整建议在满足生产安全运行的前提下，尽量降低磨煤机进口风量。建议在满足生产安全运行的前

10、提下，尽量降低磨煤机进口风量。3.炉内燃炉内燃烧烧及及NOX排放排放联联合合优优化化调调整整建建议风门议风门保持大开度运行，且保持大开度运行，且应应避免低于避免低于60%，否，否则导则导致致NOX明明显显上升上升。3.炉内燃炉内燃烧烧及及NOX排放排放联联合合优优化化调调整整从从经济经济性性角度出角度出发发，建，建议议高高负负荷运行荷运行时时，SOFA上下上下摆摆角放置最大开度。角放置最大开度。3.炉内燃炉内燃烧烧及及NOX排放排放联联合合优优化化调调整整当差当差压压高于高于600Pa时时，其，其变变化化对对锅锅炉效率炉效率及及NOX的影响均不大。的影响均不大。3.炉内燃炉内燃烧烧及及NOX排

11、放排放联联合合优优化化调调整整投运投运层层数数对对NOX的影响的影响较较大大，同同时时上上层层SOFA风风降降NOX效果更效果更为为明明显显。3.炉内燃炉内燃烧烧及及NOX排放排放联联合合优优化化调调整整均等配煤均等配煤对炉效未有明显影响对炉效未有明显影响，但有利于制粉系统运行，但有利于制粉系统运行及及降低降低NOX。4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理 大大型型电电站站锅锅炉炉回回转转式式空空预预器器堵堵塞塞、低低温温腐腐蚀蚀、漏漏风风问问题题由由来来已已久久，三三者者相相互互影影响响、相相互互促促进进，增增加加了了SCR脱脱硝硝装装置置后后，这这种种问问题题更更加加突突出出，治治理

12、理更更加困加困难难复复杂杂。4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理 烟气中的水蒸汽可能因烟温降低或在接触温度烟气中的水蒸汽可能因烟温降低或在接触温度较较低的受低的受热热面面时发时发生凝生凝结结。烟气中水蒸汽开始凝。烟气中水蒸汽开始凝结结的温度称的温度称为为水露点水露点。纯净纯净水蒸汽的露点决定于它在水蒸汽的露点决定于它在烟气中的分烟气中的分压压力。常力。常压压下燃用固体燃料的烟气中，下燃用固体燃料的烟气中，水蒸汽的分水蒸汽的分压压力力=0.010.015MPa，水蒸汽的露点，水蒸汽的露点约约4554。4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理 当燃用含硫燃料时，硫燃烧后形成二氧化硫，其

13、中一部当燃用含硫燃料时，硫燃烧后形成二氧化硫，其中一部分会进一步氧化成三氧化硫。三氧化硫与烟气中水蒸汽结合分会进一步氧化成三氧化硫。三氧化硫与烟气中水蒸汽结合成硫酸蒸汽。烟气中硫酸蒸汽的凝结温度称为成硫酸蒸汽。烟气中硫酸蒸汽的凝结温度称为酸露点酸露点。它比。它比水露点要高很多。烟气中三氧化硫（或者说硫酸蒸汽）含量水露点要高很多。烟气中三氧化硫（或者说硫酸蒸汽）含量愈多，酸露点就愈高。酸露点可达愈多，酸露点就愈高。酸露点可达140160甚至更高。烟甚至更高。烟气中硫酸蒸汽本身对受热面金属的工作影响不大，但当它在气中硫酸蒸汽本身对受热面金属的工作影响不大，但当它在壁温低于酸露点的受热面上凝结下来时

14、，就可能对受热面金壁温低于酸露点的受热面上凝结下来时，就可能对受热面金属产生严重腐蚀作用。这种由于金属壁温低于酸露点而引起属产生严重腐蚀作用。这种由于金属壁温低于酸露点而引起的腐蚀称为的腐蚀称为低温腐蚀。低温腐蚀。4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理 低温腐蚀的产物以及凝结下来的酸液会捕集飞灰，引起低温腐蚀的产物以及凝结下来的酸液会捕集飞灰，引起换热元件堵塞，换热元件通道堵塞后的烟气侧、空气侧阻力换热元件堵塞，换热元件通道堵塞后的烟气侧、空气侧阻力增大，引起风机电耗激增、空预器漏风增大，同时空预器的增大，引起风机电耗激增、空预器漏风增大，同时空预器的换热性能降低，锅炉效率降低、热风温度

15、降低，进而影响燃换热性能降低，锅炉效率降低、热风温度降低，进而影响燃烧、制粉。即引起一系列的技术问题，严重时影响机组安全烧、制粉。即引起一系列的技术问题，严重时影响机组安全稳定运行（如风机失速；机组负荷受限；炉膛负压波动过大；稳定运行（如风机失速；机组负荷受限；炉膛负压波动过大；磨煤机风量自动、燃烧氧量自动、炉膛负压自动不能正常投磨煤机风量自动、燃烧氧量自动、炉膛负压自动不能正常投入，等等），甚至被迫停机。入，等等），甚至被迫停机。4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理 在火在火电电厂空气厂空气预热预热器烟气器烟气环环境下，境下，SO3和和NH

16、3会会发发生以下两个生以下两个反反应应生成硫酸生成硫酸铵铵和硫酸和硫酸氢铵氢铵：l2NH3+SO3+H2O (NH4)2 SO4=ammonium sulfate(AS)lNH3+SO3+H2O NH4HSO4=ammonium bisulfate(ABS)通通常常情情况况下下，AS呈呈颗颗粒粒状状，不不会会与与烟烟气气中中的的飞飞灰灰相相结结合合，而而造造成成空空预预器器的的腐腐蚀蚀与与堵堵塞塞，基基本本不不影影响响空空预预器器的的换换热热和和机机组组的的正正常常运运行。行。4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理 但是，硫酸但是，硫酸氢铵氢铵在空在空预预器工作温度范器工作温度范围围内，

17、内，可以呈可以呈现现不同的形不同的形态态气气态态、液、液态态、颗颗粒状。而粒状。而液液态态的硫酸的硫酸氢铵氢铵附着在空附着在空预预器器换热换热元件壁面上会元件壁面上会捕集捕集飞飞灰，且呈灰，且呈现现出既粘又硬的特性，从而造成出既粘又硬的特性，从而造成空空预预器堵塞且不易吹器堵塞且不易吹扫扫、清理。、清理。4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理 对对硫酸硫酸氢铵氢铵堵塞机理的堵塞机理的进进一步研究表明：一步研究表明：1.ABS沉沉积积主主要要受受到到进进入入空空预预器器的的烟烟气气中中的的NH3和和SO3浓浓度度、烟气流速、烟气温度和烟气流速、烟

18、气温度和换热换热元件壁温的影响；元件壁温的影响；2.对对于于燃燃煤煤机机组组，采采用用高高尘尘布布置置的的SCR，烟烟气气中中的的飞飞灰灰浓浓度度较较高高，ABS在在146207温温度度范范围围内内为为液液态态；对对于于燃燃油油机机组组，烟烟气中的气中的飞飞灰含量很低，灰含量很低，ABS在在146232温度范温度范围围内内为为液液态态。3.ABS发发生沉生沉积积的温度区的温度区间间一般在空一般在空预预器的中器的中间间受受热热面。面。4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理 对对硫酸硫酸氢铵氢铵堵塞机理的堵塞机理的进进一步研究表明：一步研究表明：1

19、.ABS沉沉积积主主要要受受到到进进入入空空预预器器的的烟烟气气中中的的NH3、SO3、O2、Cl浓浓度度；飞飞灰灰中中CaO、MgO含含量量；烟烟气气流流速速、烟烟气气温温度度和和换换热热元件壁温的影响。元件壁温的影响。2.对对于于燃燃煤煤机机组组，采采用用高高尘尘布布置置的的SCR，烟烟气气中中的的飞飞灰灰浓浓度度较较高高，ABS在在146207温温度度范范围围内内为为液液态态；对对于于燃燃油油机机组组，烟烟气中的气中的飞飞灰含量很低，灰含量很低，ABS在在146232温度范温度范围围内内为为液液态态。3.ABS发发生沉生沉积积的温度区的温度区间间一般在空一般在空预预器的中器的中间间受受热

20、热面。面。4.空空预预器器本本体体结结构构与与换换热热元元件件的的波波形形对对空空预预器器堵堵塞塞也也有有很很大大影影响。响。4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理诊诊断断1.煤煤质质、灰分、催化、灰分、催化剂剂的的检测检测分析。分析。2.相关相关浓浓度的分布度的分布测试测试。3.空空预预器壁温器壁温计计算与算与ABS沉沉积积温度的温度的计计算。算。4.风风烟系烟系统统阻力的阻力的监测监测。4.空空预预器堵塞器堵塞诊诊断及治理断及治理治理治理1.源源头头-煤煤质质、氨氨逃逃逸逸控控制制，烟烟气气温温度度，催催化化剂剂活活性性，优优化化燃燃烧调烧调整，整，优优化化SCR流流场场与与喷喷氨。氨。2.空空预预器本体器本体结结构、构、换热换热元件形式与材元件形式与材质质改改进进。3.吹灰吹灰-蒸汽吹灰、高蒸汽吹灰、高压压水冲洗。水冲洗。4.其它。其它。5.烟气成分与氨逃逸烟气成分与氨逃逸测试测试与与监测监测光缆发射端接收端同轴电缆 光纤分布盒燃煤火电机组环保技术整体谢谢大家谢谢大家Thank you韦红旗韦红旗 13905186249 13905186249