CFB锅炉SNCR脱硝技术常见问题及对策

CFB锅炉SNCR脱硝技术常见问题及对策我国是世界主要的煤炭生产和消费国，NOx是煤炭燃烧产生的主要大气污染物之一，NOx对人体动植物有损害作用，是形成酸雨酸雾的主要原因之一，根据国家统计局在形成烃和光化学烟雾的同时也参与破坏臭氧层的数据显示， 2013年全国NOx排放总量达到2227万t，火力发电厂锅炉燃烧过程中产生的NOx占大气总排放量的35%40%，由此可见火力发电厂煤产生的NOx严重应对了大气污染，2011年9月中旬，中国出现了新的火电厂大气污染物排放标准 在严格控制火力发电厂煤污染物排放的过程中，CFB机组的NOx排放量不足200mg/m3(6%O )，新的CFB机组实行100mg/m3(6%O )标准的现在火力发电厂的排烟NOx排放控制技术主要是选择性催化还原法(SCR法) 在主要介绍了选择性非催化还原法(SNCR法)和SCRCr联合脱硝法的8501150的排烟中直接还原NO的工艺SNCR法中，将还原剂例如氨水尿素稀溶液等喷射到炉温8501150的区域， 还原剂快速热分解NH3与烟气中的NOx反应生成N2和H2O的无催化剂，氨或尿素等氨基还原剂选择性还原烟气中NO的方法以炉膛或尾部烟道为反应器，应用于CFB锅炉时，通常以分离器入口水平烟道为反应器，对反应条件要求很高SNCR脱硝技术具有投资少、改造工程量少、运转维持成本低、容易与其他脱硝技术并用等特征，因此在将火力发电厂脱硝改造某种程度的SNCR脱硝技术应用于煤粉炉的情况下， 由于炉膛尺寸反应温度条件滞留时间等因素，还原剂利用率低的SNCR的脱硝效率一般不足40%，但SNCR脱硝技术应用于CFB锅炉时，通过该锅炉独特的燃烧方式和低NOx燃烧特性，得到了令人满意的效果，也表明了满足环境保护要求的实际工程应用。 当SNCR脱硝技术应用于CFB锅炉时，脱硝效率达到75%以上的笔者以国内某330MWCFB锅炉SNCR实际应用工程为例，分析了该系统常见问题并提出了解决方案。1某330MWCFB锅炉脱硝系统介绍国内某工程330MWCFB锅炉SNCR脱硝系统还原剂采用20%浓度氨水，现将该锅炉的基本特点及脱硝系统特点简述如下1 )锅炉的特点和脱硝喷枪的设置位置该锅炉是国内首个拥有完全自主知识产权的330MW级CFB锅炉，锅炉为“h”型结构，4个分离器配置在锅炉的两侧，每个分离器具有外置床的单滚筒自然循环，露天配置锅炉设计燃烧用当地贫煤、 低发热量14.95MJ/kg，该锅炉于2014年设置SNCR脱硝系统，脱硝系统喷枪配置在4个分离器入口水平烟道的位置，每个分离器配置6个喷枪，共计24个喷枪，锅炉总图和脱硝系统喷枪的设置位置如图1所示2)330MWCFB锅炉SNCR脱硝系统流程该系统的主要设计参数是以250mg/m3计算：锅炉的原NOx排放浓度，氨氮比(NSR )设计为1.5，还原剂消耗量(20%浓度氨水消耗量)设计值为900kg/h，脱硝效率为70% 脱硝反应区温度850950脱硝系统工艺流程如图2所示，脱硝系统主要是从工厂外购入由卸料系统的氨水贮藏供给系统的稀释混合计量系统和氨喷雾系统四部分构成的还原剂， 用氨喷射泵卸载到氨水储存罐中，由输送泵排出，与从稀释泵送来的盐水在线混合稀释计量后，用配管输送到炉中，用氨喷射系统喷雾到分离器入口烟中进行脱硝还原反应(喷枪设置雾化风和比较2SNCR脱硝系统存在的问题和对策分析系统试运行的主要试验数据，发现表2.1氨水消耗量大的问题1 )脱硝系统出厂初期，高负荷时氨水消耗量大，锅炉原始NOx排放随燃烧状况变化较大(主要是氧量)，约大于原设计值基于此，对CFB锅炉进行燃烧优化调整，在保证锅炉正常运转的前提下调整锅炉运转氧量的一次风配合上下二次风分配，保证CFB锅炉炉膛密相区域的还原性气氛，有效地控制氮与氧反应生成燃料型NOx的量， 如图3所示，通过源泉降低锅炉NOx排出值的锅炉运转氧量与脱硝效率之间的关系(250MW负荷，其他条件相同)为250MW负荷时，脱硝系统运转条件保持相同，随着在锅炉燃烧侧变更氧量运转的运转氧量的降低，NOx排出值逐渐降低，脱硝效率逐渐上升2 )脱硝系统设计稀释后的入炉氨水浓度约为5%，在实际运转中锅炉负荷为250MW以上时，可知该浓度大致适当，但是，即使负荷降低到250MW以内，通过稀释到5%浓度的控制，还原剂消耗量也不会显着降低，相反，氨水量大幅度降低时，NOx指标会降低经过调整比较，发现只减少氨水的量而不提高稀释水量，降低总的入炉氨水的量不利于氨水溶液在烟道内扩散，还原剂和烟的混合均匀性差，影响脱硝效果，另外，在总的氨水溶液量得到保证的前提下， 适度减少氨水消耗量，提高稀释水的比例(稀释后浓度控制在3% )，在满足脱硝效果的同时，减少20%浓度的氨水消耗量的氨水浓度与脱硝效率的关系(200MW )如图4所示，在200MW左右的低负荷时，将入炉氨水浓度控制在3%左右2.2脱硝效率低的问题系统在出厂初期，发现脱硝效率低，系统效率为40%50%，未达到设计值的70%，同时远低于类似工序的脱硝效率，在低负荷时经过现场研究， 主要考虑到喷枪的配置位置存在问题(也有喷枪雾化效果差、燃烧侧的运转参数不合理等要素)原来的喷枪配置时水平烟道长、积灰，喷枪配置在水平烟道的两侧，位置高，喷淋状喷枪配置位置的最高经过最佳配置，该断面错误，在水平烟道顶部配置喷枪，达到烟道断面还原剂的全权复盖，保证喷射烟道的还原剂和烟的充分均匀混合，脱硝效率明显提高，达到70%以上，同时节约还原剂的消耗量，具体的比较数据如表1所示(典型的情况)2.3脱氨高度问题SNCR脱硝工艺不能充分利用还原剂，氨的脱氨NH3是高挥发性和有毒物质，氨的脱氨会引起新的环境污染，国家环境相关法规和技术规范(HJ5632010、GB145541993 )要求脱氨浓度低于8mg/m3 氨脱出后，与烟气中的SO3结合形成硫酸氢氨或硫酸氨，附着在容易附着于尘埃的烟道尾部的预加热器会堵塞或腐蚀预加热器，SNCR脱硝系统的氨脱出值越低，测试运转中氨脱出量越不稳定，4111 )喷枪雾化空气压力低，原喷枪雾化空气压力设计为0.45MPa，但实际检测系统压力最低仅为0.25MPa，是因为雾化空气管道入口过滤器堵塞造成的雾化空气压力低流量小，喷枪雾化效果差，还原剂和部分还原剂被排烟直接排出，脱硝效率低的氨水消耗量的氨脱出量增加了2 )检查喷枪枪口堵塞、系统运行中流量较低部分的喷枪，发现喷枪污垢堵塞现象，发现喷枪雾化效果差，影响脱硝效果现场分析，原因是系统管道残留物和氨水运输杂质后期加强系统管道污染氨水的质量控制，定期检测喷枪雾化效果(每周一次)，解决了问题。通过采取以上措施，系统的脱硝效率显着提高，氨脱离量显着降低，稳定(参照表1的情况F1F6，NH3脱离值可以控制在3mg/m3以内)。三结本工程应用实例表明，在CFB锅炉SNCR脱硝系统的设计与运行中，喷枪布置位置选择氨水稀释浓度控制喷枪雾化效果是重要因素，应重点考虑，同时CFB锅炉本身具有低氮燃烧特性，在锅炉燃烧过程中优化， 通过从源头控制NOx的生成量，节约脱硝成本的CF