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摘要:随着经济快速发展,国内工农业用电需求量不断增加。但也给自然生态环境带来了污染,火力发电厂的锅炉所排放出来的烟气含有许多氮氧化物,严重威胁到人体健康。为了确保电厂员工和附近居民的身体健康,降低对环境的破坏与污染,锅炉在烟气排放前必须经过脱硝装置进行处理。
关键词:火电厂;烟气脱硝装置;锅炉运行;影响
一、火电厂烟气脱硫技术与脱硝技术介绍
1.1烟气脱硫技术分析
通过烟气脱硫技术的应用能够有效的降低烟气中二氧化硫的含量,比较常见的烟气脱硫方法包括干法脱硫、湿法脱硫等。其中干法脱硫是通过催化剂以及吸收剂的使用实现烟气中二氧化硫的祛除。采用不同的催化剂以及吸收剂取得的效果也有所差别,应用比较广泛的吸收剂种类为有氧化物以及活性炭。干法脱硫虽然效率可观,但是由于吸收剂无法循环使用,因此成本较高。湿法脱硫法与干法脱硫法最大的区别就是所使用的吸收剂是也液态的。应用比较广泛的湿法脱硫工艺包括是石灰石/石灰-石膏以及海水脱硫。目前,我国大多数发电厂采用的烟气脱硫方法都是湿法脱硫,因为该技术的成本投入较低,且能够进行循环利用,但是该技术所需的设备成本却相对较高。一段时间以来,国内很多研究人员都致力于解决上述烟气脱硫法中存在的缺陷,并探索出了许多更加高效实用的脱硫工艺。
1.2烟气脱硝技术分析
烟气脱硝技术主要是通过还原剂的使用将烟气中的氮氧化物转化成氮气,从而实现烟气脱硝。当前阶段,我国的烟气脱硝技术仍旧处于发展阶段,完善性较差,在烟气脱硝处理中大多使用的是从国外引进的技术。比较常见的烟气脱硝方法包括催化还原法、选择性催化还原法以及联合法。目前,世界上最完善的烟气脱硝技术是选择性催化还原法,主要是通过NH3将烟气中的氮氧化物还原成氮气和水。
二、SCR烟气脱销装置在锅炉运行中的影响因素
2.1对锅炉热效率以及污染排放物的影响
在高硫煤电厂技术应用的过程中,存在着SO2氧化而出现SO3含量增加的现象,从而导致烟气的结露温度逐渐增高,如果在系统运行的过程中仍然维持着原有的排烟温度,就应该对不同程度结露的现象进行合理性的分析,如果没有得到合理性的运用,就会导致锅炉的热效率逐渐降低,从而增加了排烟温度维持的难度。与此同时,在锅炉运行的过程中,也会存在着催化剂的影响,当NH3喷入烟气后,就会在正常的情况下发生相关的化学反应,脱除烟气中的NO2和NO的同时,也会发生一定的副作用反应,例如4NO+4NH3+3O2→4N2O+6H2O,从而对整个生态环境造成了严重性的影响。
2.2出现空预器阻塞及腐蚀
在烟气中存在着过氧化硫,对于这种现象而言会使烟气中的酸露点温度过高,导致下游设备的酸腐蚀现象逐渐增加,与此同时,如果在处理的过程中没有对SCR的反应器出口中的氮氢化合物进行有效性的控制,就会导致烟气中发生如下的反应:NH3+SO3+H2O→NH4HSO4在整个反应的过程中,由于NH4HSO4具有一定的腐蚀性以及粘结性,在处理的过程中如果附着在空预器的换热元件之上,就会逐渐加重面积阻塞的情况,从而为整个系统的处理产生更大的危害。所以,在整个技术应用的过程中,为了避免这种现象的出现,就应该在系统运行的过程中保证锅炉的正常运行,对空预器中的基本装置进行系统性的改造,将空预器中的冷端吹灰器原有的1.168m的形成改到2m,而且,也应该将灰蒸汽压力将原来的0.8MPa提升到1.2MPa,主要是为了在系统运行的过程中防止出现阻塞以及腐蚀的现象。
2.3对预留SCR脱销装置的影响
在SCR烟气脱硝装置的应用过程中,应该对锅炉的运行状况进行合理性的参考,通过对问题系统的分析进行数据参数的设计及选择,最后,对相关的装置进行合理性的安装。所以,在锅炉系统建立的过程中应该留出SCR烟气脱硝装置的安装位置,这种现象的出现就会为锅炉系统的运行造成一定的影响。其中的影响因素可以分为以下两点:①对于锅炉以及烟气系统的设计产生影响,由于在锅炉系统中要预留SCR烟气脱硝装置的位置,因此,在锅炉设计的过程中应该对其装置的位置及大小进行合理性的选择,如果预留位置太小,不能合理的安全,但是,如果过大就会造成资源的浪费。②会影响工程的投资以及施工的进度,在预留SCR脱硝装置的使用过程中,会增加土地的占有量、土建的基础等内容,因此,在整个系统应用的过程中会对建设的成本造成严重性的影响。而且,在整个装置的使用的过程中,应该对相关的数据进行合理性的分析,当整个工程投入使用的之后,会导致工程使用的时间延后,从而对整个工程施工的质量造成严重性的影响。
三、火电厂烟气脱硝装置对锅炉运行的影响研究
3.1防止SCR脱硝催化剂出现积灰的现象
对于烟气而言,其中的灰尘含量与煤粉的灰份以及燃烧过程中调整的关系有着紧密性的联系,而且,烟气中的灰尘与省煤器疏灰系统也有一定的关联性,如果在锅炉系统运行的过程中省煤器疏灰系统不能正常的进行工作,就会使大量的灰尘引入到脱销上层,从而使整个系统出现催化剂阻塞的现象。在脱销装置吹灰器的工作过程中,主要具有声波以及蒸汽两种方式,对于声波吹灰器在灰量减小的状态下,可以彻底吹除边角的积灰。当投入到蒸汽时吹灰时,一定要充分的准备水分,如果缺少充分的水分就会造成催化腐蚀,从而影响催化剂的使用寿命。
3.2空预器传统热元件的冲洗及优化
在安装SCR脱销工艺的空预器的过程中,可以防止低温段的腐蚀、积灰堵塞以及清洗方面的特殊性设计,因此,在整个装置系统优化的过程中。为了防止出现空预器脏污出现传热效果较低的状态,就应该在系统应用的过程中应该保持以下几点内容:①在低温段元件应用的过程中,可以实现搪瓷层稳定性能较好的状态,提高耐磨系统,从而延长其寿命的使用特点。②由于搪瓷层具有一定的稳定性,耐磨系统也较强,因此,应该提高装置系统的使用寿命,主要是为了避免锅炉在运行的过程中出现严重性的阻塞现象,从而实现线水冲洗。
3.3控制氨逃逸的控制效率
对于锅炉系统而言,在技术应用的过程中为了减少脱硝装置对锅炉的影响,就应该严格的控制硫酸氢铵的主要成分。其中生成硫酸氢氨的反应速度与温度、烟气等内容具有紧密性的联系,因此,在系统应用的过程中应该控制氨的逃逸率。①应该控制安定喷入量,主要是为了防止氨气过量而出现逃逸的现象,在正常的情况之应该将氨的逃逸率控制在3ppm,根据统计可以发现,绝大部分的火力发电厂的SCR脱硝系统的逃逸率的显示不准,这种现象的出现主要是由于没有投入正常的使用,因此,在整个系统工作的过程中,对氨逃逸率的控制会造成很大的难度。②应该保持催化剂的活性,在SCR使用的过程中,其脱销催化剂的使用寿命一般会在5~6年之间,因此,在整个运行一段时间之后,催化活性会逐渐减低,从而使氨逃逸率逐渐增加。
结语
总而言之,在火电厂脱销装置系统的应用过程中,为了使烟气的合理化排放充分实现,就应该合理性的改造烟道阻力的系统以及烟道结构的设计,从而在根本意义上使锅炉特效率的出现对系统所造成的影响减少。通过精确计算预留位置,对其进行科学性的计算,从而将成本控制降到最低状态,在整个系统优化的过程中应该对锅炉运行系统所造成的影响充分的考虑到,从而为整个系统的安全性运行以及烟气的合理化排放提供科学性的保证。
参考文献:
[1]肖纯平。火电厂烟气脱硝装置对锅炉运行影响的分析[J]。大科技,2015.
[2]关晓磊,刘超,王晓旭,等。电厂烟气脱硝装置对锅炉运行的影响研究[J]。科技与企业,2014.
作者简介:
周鹏志(1986.04.07—),性别男;籍贯新疆;民族汉族;学历本科;职称:助工职务:发电主值研究方向;锅炉运行,单位:华电新疆发电有限公司红雁池分公司。