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燃煤電廠SCR煙氣脫硝改造工程關鍵技術的探究

作者:張培  
評論: 更新日期:2022年12月14日

燃煤電廠會造成巨大的環(huán)境污染,脫硝改造是減少燃煤電廠環(huán)境污染問題的關鍵。現(xiàn)階段基于SCR煙氣脫硝改造技術應用以集中投運的方式進行,基于脫硝改造技術研究,需科學選擇催化劑類型,對反應器灰斗進行設置。針對燃煤電廠煙氣脫硝現(xiàn)狀,闡述了SCR脫硝改造的關鍵技術,并提出了相關措施。

在生態(tài)環(huán)保理念下,燃煤電廠脫硝改造具有重要社會價值。我國在2013年后進入到脫硝改造集中投運期,而國內的改造技術標準尚未完全統(tǒng)一,多種形式的材料、設備導致市場混亂,未能適應最終的環(huán)保效益。在性能參數(shù)保障基礎上,對脫硝工程進行改造,需從催化劑、流廠設計、反應器設計角度出發(fā),對省煤器進、預熱器、引風機等進行改造。

1參數(shù)性能基礎保障

基于改造技術應用,在設計環(huán)節(jié)需對以下幾點內容進行控制。首先,煤質對脫硝改造具有直接影響,煤質中的硫含量、灰含量需適中。其次,在脫硝改造工程中,需對入口處的煙氣參數(shù)進行明確,基本保證值需維持在75mg/m3上下,即使工程中不存在燃燒改造機組,需留取適當?shù)漠斣A?。最后,基于脫硝改造,需對性能保證值進行明確,SO2轉化率需小于0.75%。

2SCR煙氣脫硝改造關鍵技術

2.1催化劑類型選擇

在SCR系統(tǒng)中,催化劑是影響脫硝質量的核心,催化劑成分、參數(shù)對脫硝量具有直接影響。就目前而言,SCR系統(tǒng)應用催化劑類型為以下三種、分別為波紋板使、蜂窩板式、平板式,每種催化劑適用環(huán)境也大不相同?;谝陨先N類型的脫硝改造,針對煙氣、灰塵較多的脫硝系統(tǒng),需將催化劑磨損程度進行特殊考慮,結合不同類型催化劑的煙氣流通速率,適當?shù)奶岣叽呋瘎┑暮穸?,催化劑前端硬化長度盡可能大于2cm以上。在高煙條件下,催化劑內壁過薄,會影響最終的脫硝效果,很有可能會導致脫硝過程中出現(xiàn)催化劑斷裂情況。

2.2流場設計關鍵

基于脫硝裝置改造角度分析,采取結構性優(yōu)化方式。通過改變催化劑入口截面方式,改變原有的氣體流通速度,系統(tǒng)反應物進行均勻分布?,F(xiàn)階段,很多脫硝系統(tǒng)設計效率與實際效率不同,甚至會導致氨逃逸濃度過高,原因在于流場分布不均勻。

基于數(shù)值流場模擬分析實驗,改造脫硝空間具有限制性,在省煤器入口區(qū)域、出口區(qū)域布置比較緊湊的煙道,增加流場的彎道,保障裝置最終的均勻性。工程改造與常規(guī)流場分析,應對流場條件需求,氣流速、煙溫、氨氮摩爾比、煙氣入射角度數(shù)值均需要滿足脫硝特殊條件。

2.3反應器入口灰斗改造

大多數(shù)燃煤機組會產生大量的灰分,很多機組以無旁路系統(tǒng)為核心?;诿撓踬|量因素考慮,吹灰器、反應器需滿足灰斗設置要求,減少飛灰對脫硝效率影響?,F(xiàn)階段,主要應用的吹灰方式有兩種,分別為聲波、蒸汽吹灰,蒸汽吹灰會增加空氣濕度,聲波吹灰會減弱結合度?;诖耍诖祷移鬟x擇上,可將聲波、蒸汽聯(lián)合,達到良好的吹灰效果。在SCR工程中,很多機組應用簡化系統(tǒng)的方式,降低空間限制,但會導致反應器入口部位堆積大量煙灰,通過灰斗設計,可保護催化劑,提高脫硝反應效率。

2.4配套設備改造

以上改造技術均是外部改造方法,基于反應器部分構件的改造,以配套裝置改造的方法,提高煙氣脫硝質量。首先,基于省煤器的工程改造技術,脫硝環(huán)境煙氣溫度在380℃上下,很多機組為了規(guī)避煙溫運行過低問題,對省煤器配置改造優(yōu)化,通過旁路設計方式,應用分級省煤器布置方式。

但是,省煤器改造會涉及到設備的重要部位,甚至會影響脫硝的穩(wěn)定性,導致脫硝成本增加?;谑∶浩鞲脑靻栴},結合鍋爐燃燒狀況進行調整,在改造過程中對噴氨溫度、鍋爐負荷狀態(tài)進行調整,在此技術上對省煤器進行改造。其次,基于SCR煙氣脫硫改造工程,需給予空氣預熱器高度重視,由于脫硝系統(tǒng)在改造之后,煙氣反應之后會形成新的物質,是一種結合狀的NH4HSO4凝結物。系統(tǒng)中凝結物溫度在175℃左右。

基于此,系統(tǒng)空氣預熱器處于低溫狀態(tài)。所以,在配套設備改造過程中,以熱元件置換的方式進行改造,保障煙氣的參數(shù)與脫硝工程具有一致性?;诨剞D式的空氣預熱器,可用過改造、優(yōu)化轉子的方法,增加轉子的重量,并對元件的位置進行重新校對,對空氣預熱器進行配套改造。

最后,基于SCR脫硝裝置的應用,引風機會對脫硝煙道阻力產生影響,導致反應器阻力嚴重增加,以“2+1”催化劑應用方式增加脫硝系統(tǒng)阻力,會將強度控制在1200pa左右?;赟CR裝置運行狀況,對引風機阻力等參數(shù)進行重新計算,并對引風機進行改造。改造內容為引風機的裕量、機組常態(tài)負荷、變壓器裕量,并結合煙道的優(yōu)化,減少引風機阻力,提高設備的引風機運行效果。

SCR煙氣脫硝改造還存在一定的問題,在脫硝率上還具有一定的弊端。針對現(xiàn)階段脫硝運行的現(xiàn)狀分析,需重點考慮設備的參數(shù)性能,對各項催化劑材料進行優(yōu)化配置,并結合配套改造技術,提高SCR煙氣脫硝改造質量。有關部門必須加強改造技術研究,有效提高煙氣脫硝改造質量,以及燃煤電廠的環(huán)境污染。

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