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火電廠煙氣脫硝裝置對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響
隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷增長(zhǎng)和提高,，對(duì)火力發(fā)電廠的要求也越來越高,，在火電廠中，燃料還是主要以煤為主,，而煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量粉塵等廢棄物,，面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)保排放要求，我國(guó)大部分火電廠都完成了脫硝改造,，但是,，火電廠引入煙氣脫硝裝臵后,，鍋爐運(yùn)行會(huì)受到一定程度的影響，因此,，本文主要是對(duì)火電廠煙氣脫硝裝置對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響進(jìn)行分析和探討,。
關(guān)鍵詞：火電廠；煙氣脫硝,；鍋爐運(yùn)行,；
一、煙氣脫硝技術(shù)概論
脫硝技術(shù)是被廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠煙氣脫硝中的技術(shù)方法,，根據(jù)催化劑設(shè)備儀器的架設(shè)高度不同，被劃分為兩種形式分別是：高塵段布置設(shè)計(jì)與低塵段布置設(shè)計(jì),。其中前者的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)是煙氣熱能量溫度數(shù)值高,，對(duì)催化劑反應(yīng)性能有加速、提效作用,，并且該布置方法的資金成本投入少,、運(yùn)行維護(hù)支出費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理,，于是被火力發(fā)電廠普遍選擇適用,。
后者與前者不同，其工作原理和效用與前者的明顯區(qū)別是減少了的煙氣中的飛塵含量,，但是因?yàn)檫\(yùn)行原理,、設(shè)備操作流程,、系統(tǒng)構(gòu)建過程繁瑣復(fù)雜,，維持運(yùn)行的資金成本投入高,、后續(xù)維護(hù)管理費(fèi)用也較高,，因而在應(yīng)用范圍上不及前者。
選擇性催化還原法脫硝技術(shù)由多道反映流程組合構(gòu)成,，其中溫度的數(shù)值范圍設(shè)定能夠?qū)γ撓醮呋瘎┌l(fā)生zui直接的影響作用,，并從一定程度上決定到了煙氣脫硝技術(shù)的實(shí)施效果。因此技術(shù)管理人員應(yīng)當(dāng)保證脫硝催化劑始終處于設(shè)計(jì)的溫度數(shù)值之內(nèi),，從而加速脫硝催化劑的反映效果,，提高選擇性催化還原法脫硝的技術(shù)質(zhì)量和水平，構(gòu)建合理,、穩(wěn)定的脫硝反應(yīng)運(yùn)行系統(tǒng),。
在選擇性催化還原法煙氣脫硝技術(shù)應(yīng)用過程中，催化劑種類的選擇、性能系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定,，是影響到煙氣脫硝成效質(zhì)量的核心要點(diǎn)問題,。也就是說，如果火力發(fā)電廠想要提高煙氣脫硝技術(shù)水平,，zui直接有效的又簡(jiǎn)便的方法就是選擇適當(dāng)?shù)拿撓醴磻?yīng)催化劑。對(duì)于脫硝催化劑的選用標(biāo)準(zhǔn)為：脫硝反應(yīng)速度快,、脫硝后的排出煙氣中氨氣含量低,、脫硝反應(yīng)對(duì)設(shè)施儀器的損壞影響程度輕微。
二,、煙氣脫硝裝置對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響
1,、增加煙道系統(tǒng)阻力
火電廠中煙氣脫硝裝置反應(yīng)器多布置在空預(yù)器入口以及省煤器出口前的高灰塵區(qū)域內(nèi)，在煙氣脫硝裝置的運(yùn)行過程當(dāng)中,，整個(gè)煙道的阻力明顯增大（包括煙氣在煙道傳輸中的沿程阻力,、催化劑自身阻力、以及局部阻力等）,。在煙氣脫硫反應(yīng)器內(nèi),，催化劑多采用分層布置的方案（目前一般將其設(shè)置為2＋1結(jié)構(gòu)）。同時(shí),，煙氣脫硫反應(yīng)器內(nèi)典型設(shè)計(jì)煙氣流動(dòng)速度取值為6.0m/s,，并設(shè)置符合標(biāo)準(zhǔn)尺寸要求的催化劑模件，每層催化劑反應(yīng)過程中所對(duì)應(yīng)的煙氣阻力取值在200.0Pa左右,。
在火電廠將脫硝裝置布置于整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)后,，煙氣脫硝裝置的運(yùn)行會(huì)直接增加尾部煙道，導(dǎo)致鍋爐散熱損失高于布置前,。同時(shí),，空預(yù)器入口位置的煙氣溫度有明顯下降趨勢(shì)，較布置前溫度差異在5.0℃左右,。受此因素影響,，會(huì)降低整個(gè)煙氣脫硝裝置運(yùn)行過程中的一次、二次風(fēng)溫,，影響空預(yù)器冷端煙氣溫度,。
2、反應(yīng)器催化劑阻塞
在火電廠選擇性催化還原工藝運(yùn)行過程當(dāng)中,，增設(shè)煙氣脫硫裝置后,，化合物與粉塵可能在催化劑表面發(fā)生堆積，覆蓋活性成分或?qū)е麓呋瘎┟?xì)孔的堵塞,，對(duì)催化反應(yīng)產(chǎn)生一定影響,。結(jié)合已有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看,，這種阻隔反應(yīng)物與催化劑的接觸，降低催化劑活性的問題,，主要表現(xiàn)為飛灰顆粒沉積堵塞,。
結(jié)合已有的現(xiàn)象觀察來看：飛灰顆粒沉積會(huì)造成催化劑表面的微孔被堵塞，或受到毛細(xì)管作用影響,，固體顆粒產(chǎn)生結(jié)垢并凝結(jié),，進(jìn)而堵塞催化劑表面微孔。出現(xiàn)此問題將會(huì)嚴(yán)重威脅到整個(gè)火電廠鍋爐裝置的安全運(yùn)行,，必須引起重視,。
分析認(rèn)為：相較于蜂窩狀催化劑而言，用板式催化劑進(jìn)行催化時(shí)的柔性水平更高,，出現(xiàn)飛灰顆粒堵塞的可能性較低,，且無(wú)需工作人員頻繁進(jìn)行清掃維護(hù)。此類催化劑在應(yīng)用于煙氣脫硝工藝時(shí)需配置16只伸縮式吹灰器,，其反應(yīng)介質(zhì)多來源于自屏過汽源,，按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)共布置為2層結(jié)構(gòu)。
在整個(gè)反應(yīng)器投入運(yùn)行的過程當(dāng)中,，除借助于蒸汽機(jī)械式定期吹灰以外,，還需要在反應(yīng)器煙道中增設(shè)導(dǎo)流板，以起到疏導(dǎo)煙氣流向的目的,，同時(shí)可發(fā)揮減少飛灰沉積量的價(jià)值,。為解決催化劑表面灰塵大量沉積的問題，還可以在反應(yīng)室*層催化劑上方增設(shè)網(wǎng)篩,。
3、空預(yù)器堵塞及腐蝕
一般鍋爐增加煙氣脫硝系統(tǒng)后煙道的煙氣阻力會(huì)增加1kPa左右,，空氣預(yù)熱器出口段煙氣負(fù)壓增加較多,，使得空氣預(yù)熱器漏風(fēng)差壓升高，煙溫有所下降,。燃料中的硫分在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生SO2和SO3,，SCR煙氣脫硝裝置在催化劑V2O5的作用下將更多的SO2轉(zhuǎn)化為SO3。
一般情況下脫硝效率越高,，SO2向SO3的轉(zhuǎn)換率也越高,，導(dǎo)致煙氣中的酸露點(diǎn)溫度有所提高，當(dāng)排煙溫度低于酸露點(diǎn)溫度時(shí)就會(huì)使硫酸蒸汽凝結(jié),，進(jìn)而加劇空氣預(yù)熱器冷端腐蝕和堵塞的可能性,。
催化劑中的氨與煙氣中的NOx反應(yīng)或者被氧化后，多余的氨被排入下游煙道,。煙氣中的氨與SO3接觸在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件（約在230℃左右）下生成硫酸氫銨和硫酸銨,。
硫酸氫銨可能沉積在空氣預(yù)熱器中溫段及冷段,，由于具有很強(qiáng)的粘附性，會(huì)吸附煙氣中的顆粒物,，造成大量灰分粘附在換熱器金屬表面和層間,，引起換熱元件堵塞，使得空氣預(yù)熱器的煙氣阻力增加,、換熱效率降低,，甚至無(wú)法正常運(yùn)行的現(xiàn)象。
從這一角度上來說,，為了預(yù)防火電廠鍋爐設(shè)備運(yùn)行在增設(shè)煙氣脫硝裝置后產(chǎn)生質(zhì)量或安全方面的問題,，避免硫酸氫銨和硫酸銨在空預(yù)器的沉積與粘附問題，可采取的措施有以下幾個(gè)方面：
（1）從改進(jìn)材質(zhì)屬性的角度入手,，將火電廠空預(yù)器冷端換熱元件材質(zhì)更改為搪瓷耐腐蝕性材質(zhì),，以達(dá)到提高其耐腐蝕性能的目的；
（2）改造空預(yù)器冷端吹灰器行程,，如從原有的1.2m行程提高至2.0m,，通過延長(zhǎng)空預(yù)器冷端吹灰形程的方式，達(dá)到提高吹灰壓力蒸汽的目的,，以免空預(yù)器冷端因積灰或低溫腐蝕等質(zhì)量問題對(duì)鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生不良影響,。
三、結(jié)語(yǔ)
由于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升,、城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快,，火力發(fā)電廠應(yīng)當(dāng)對(duì)如何優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)，減少對(duì)資源的消耗,，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境,、自然資源的破壞進(jìn)行思考研究與技術(shù)創(chuàng)新，但是火電廠在安裝煙氣脫硝裝置的同時(shí),，會(huì)導(dǎo)致煙道系統(tǒng)阻力增加,、造成反應(yīng)器催化劑阻塞以及空預(yù)器堵塞腐蝕等方面的問題出現(xiàn)，影響鍋爐運(yùn)行效率,。
因此,，在對(duì)火電廠煙氣脫硝裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員必須充分考慮煙氣脫硝裝置對(duì)鍋爐運(yùn)行性能產(chǎn)生的影響,，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)得出zui確切的結(jié)論,，采取有效措施以確保鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性。