[發(fā)明專利]一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410357101.4
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104180378A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙晴川;高建軍;周新剛;姜波;董建
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: F23J3/02
• 分類號: F23J3/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及消除燃煤鍋爐堵灰的方法，特別是一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰方法

背景技術(shù)

按照GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，從2014年開始,現(xiàn)有火電廠燃煤鍋爐NOx排放標(biāo)準(zhǔn)達到100mg/m³以下。因此目前火電廠燃煤鍋爐普遍采用選擇性催化還原技術(shù)(SCR)煙氣脫硝方式。在SCR過程中，還原劑NH₃(如氨或尿素)被噴入煙氣，在特定的溫度范圍(320℃～450℃)以及催化劑和氧氣存在的條件下，NH₃有選擇地與煙氣中的NOx反應(yīng)，將NOx還原成N₂和H₂O。

但是SCR工藝存在明顯的負(fù)面作用。由于有副反應(yīng)SO₂被氧化成SO₃的反應(yīng)的存在，會造成煙氣中SO₃濃度過高；同時在脫硝過程中由于氨的不完全反應(yīng)，SCR煙氣脫硝過程逃逸NH₃是難免的。SO₃會和NH₃反應(yīng)產(chǎn)生硫酸氫銨。其反應(yīng)如下:

NH₃+SO₃+H₂O＝NH₄HSO₄??????????(1)

在通常運行溫度下，硫酸氫銨的露點為147℃,以液體形式在物體表面聚集或以液滴形式分散于煙氣中。在燃煤電站鍋爐系統(tǒng)中，煙氣經(jīng)過SCR反應(yīng)器后，進入回轉(zhuǎn)式空預(yù)器(如附圖1所示)，在空預(yù)器內(nèi)排煙溫度逐步降低，當(dāng)溫度降至185℃以下時，煙氣中已生成的氣態(tài)硫酸氫銨會在空預(yù)器的傳熱元件上凝固下來。典型的回轉(zhuǎn)式空預(yù)器溫度場與硫酸氫銨沉積帶分布見圖2。液態(tài)的硫酸氫銨是一種粘性很強的物質(zhì)，在煙氣中會粘附飛灰，造成空預(yù)器結(jié)垢、堵塞，采用普通的蒸汽吹灰方式無法清除，不僅使得空預(yù)器的阻力增加、換熱效率降低，嚴(yán)重時導(dǎo)致鍋爐出力不足或燃燒不穩(wěn)。

SCR系統(tǒng)中SO₃和逃逸NH₃是難以消除的，硫酸氫銨的生成也就在所難免，燃煤鍋爐投入SCR脫硝系統(tǒng)后，硫酸氫銨造成的空預(yù)器堵塞成為困擾鍋爐長期穩(wěn)定運行的痼疾。當(dāng)空預(yù)器堵塞嚴(yán)重時，不得不停機進行高壓水沖洗。據(jù)統(tǒng)計，投入脫硝系統(tǒng)后，空預(yù)器的高壓水沖洗的周期約3-12個月(見附圖3)。機組每啟停一次費用巨大，以300MW機組為例，每啟停一次機組，費用約100萬元。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服以上問題，本發(fā)明提出了一種在機組低負(fù)荷下，使空預(yù)器單側(cè)運行消除硫酸氫銨堵灰的運行操作方法。能夠在不停機條件下在線清除空預(yù)器的硫酸氫銨堵塞，大大提高機組的經(jīng)濟性和可靠性。該發(fā)明利用硫酸氫銨的沉積的過程是可逆的原理,即當(dāng)溫度提升到露點以上時，已經(jīng)沉積在空預(yù)器受熱面上的液態(tài)硫酸氫銨將蒸發(fā)為氣態(tài)，已經(jīng)形成的堵塞就會消除。例如根據(jù)實際運行常識，在附圖2所示在空預(yù)器熱段，由于硫酸氫銨為氣態(tài)，一般不會發(fā)生堵塞，說明氣態(tài)硫酸氫銨不會發(fā)生堵灰。因此，在機組運行中，如果能夠?qū)⒁寻l(fā)生硫酸氫銨堵塞的空預(yù)器冷段溫度升高，讓液態(tài)硫酸氫銨氣化，就能夠消除堵塞。

典型的燃煤鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)由雙空預(yù)器組成，如附圖1所示，在鍋爐低負(fù)荷時，單臺空預(yù)器可以滿足換熱要求，因此可以在低負(fù)荷時段，使單臺空預(yù)器正常運行，另一臺空預(yù)器則隔絕空氣，通入少量熱煙氣，由于沒有冷卻介質(zhì)空氣的換熱，空預(yù)器的受熱面溫度會升高，達到SCR出口的煙氣溫度300℃以上，超過了硫酸氫銨露點，使空預(yù)器冷端沉積的液態(tài)硫酸氫銨氣化，實現(xiàn)消除硫酸氫銨堵灰的目的。

1、一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是：包括以下操作步驟：

(1)在機組調(diào)峰低負(fù)荷運行時段，打開空預(yù)器入口一次風(fēng)道聯(lián)絡(luò)擋板；

(2)打開空預(yù)器入口二次風(fēng)道聯(lián)絡(luò)擋板；

(3)關(guān)閉單側(cè)空預(yù)器出口一次風(fēng)風(fēng)道擋板，確保嚴(yán)密；

(4)關(guān)閉單側(cè)空預(yù)器出口二次風(fēng)風(fēng)道擋板，確保嚴(yán)密；

(5)微開單側(cè)空預(yù)器入口煙氣擋板開度，進入少量煙氣，確保另一側(cè)空預(yù)器運行所需煙氣量；

(6)監(jiān)視單側(cè)空預(yù)器溫度指示，使其逐步上升至所需煙溫；

(7)保持單側(cè)預(yù)期煙溫若干小時，逐步使硫酸氫銨蒸發(fā)為氣態(tài)；

(8)機組調(diào)峰低負(fù)荷時段結(jié)束后，打開單側(cè)空預(yù)器出口一次風(fēng)風(fēng)道擋板，打開單側(cè)空預(yù)器出口二次風(fēng)風(fēng)道擋板，全開單側(cè)空預(yù)器入口煙氣擋板，單側(cè)空預(yù)器恢復(fù)正常運行；