(华润电力常熟有限公司 江苏常熟 215500)
摘要:火力机组在超低排放改造后,空预器堵塞时有发生,影响机组的安全性和经济性,通过对空预器堵塞的分析和治理,制定相应措施,实施后达到缓解空预器堵塞的效果并能维持正常运行,并提出了运行预防的建议,对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。
关键词:空预器;氨逃逸;堵塞;硫酸氢氨;操作方法;注意事项
1概述
华润电力(常熟)有限公司650MW机组,锅炉为超临界直流锅炉,单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。由哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克能源公司(Mitsui Babcock Energy Limited)技术生产。锅炉型号:HG1980/25.4-YM1型。锅炉燃煤硫分年平均值0.85%左右。每台炉设四套制粉系统32只低NOX向旋流燃烧器(LNASB)采用前后墙对冲燃烧。每台锅炉布置两台Ⅵ型三分仓半模式容克式预热器。
2012年锅炉完成脱硝改造,脱硝装置采用氨气还原剂,选择性催化还原法(SCR)的烟气脱销工艺。2016年进行了SCR超低排放改造,NOx排放浓度满足不超过50mg/Nm3。
江苏电网受能源及用电结构变化的影响,峰谷差日益增大,对火电机组调峰需求更高,2019年较长时间的调峰使得锅炉SCR入口烟温低于设计温度320℃,在冬季低负荷期间排烟温度偏低,空预器出口烟温和入口二次风温之和小于120℃,对于空预器安全运行产生了不利影响。
2空预器堵塞及原因排查
1号炉对比2、3号炉空预器差压明显偏高,根据空预器堵塞影响因素分析,3台炉深度调峰时间基本差不多,煤种选择一致,空预器吹灰方式一致;排查1号炉喷氨量情况,发现11月15日开始A侧喷氨量异常变大,11月17日、18日相比B侧多90kg/h。进一步检查1号炉烟囱入口NOX 测量表计数据漂移造成1号炉SCR脱硝A侧反应器喷氨量持续偏大。在11月17日至20日期间,A侧喷氨过量至烟气中过多的NH3与烟气中的SO3、H2O反应生成NH4HSO4,NH4HSO4在温度146-220℃区域开始凝聚,这一温度一般位于传统设计预热器的冷端上部,形成传热元件表面的额外吸附层,吸附大量的灰份导致传热元件内部流通通道堵塞。
3运行操作调整及注意事项
为了缓解空预器堵塞现象,根据硫酸氢氨物理特性,对1号炉空预器1A进行升温,使硫酸氢氨气化挥发,降低空预器阻力。通过提高空预器冷端温度,使附着在空预器蓄热片上的硫酸氢氨汽化蒸发,在空预器烟气的冲刷作用下,达到清理空预器蓄热片积灰的目的。操作要求及运行调整方式如下:
提温后系统状态满足如下要求:
(1)锅炉A侧省煤器烟气旁路保持全开状态。
(2)A侧送风机热风再循环保持全开状态。
(3)送风机出口联络挡板关闭,送风机A动叶关闭至14.1%,运行电流42-43A。
(4)引风机入口联络挡板关闭。
(5)空预器冷端及热端投连续吹灰。
(6)空预器1A出口烟温目标值180℃以上。
机组升降负荷期间调节方式:
(1)机组升负荷期间,增加风量时,优先调节送风机1B动叶,送风机运行电流增加至80A时,将引风机A、B出力调平,引风机入口联络挡板保持在关闭状态;送风机运行电流增加至90A时,则手动增加送风机A动叶开度,满足机组带负荷要求的同时尽量维持空预器A出口高烟温运行。
(2)机组降负荷期间,当送风机1B电流降低至80A后,暂保持送风机1B出力不便,手动降低送风机1A动叶至14%开度,仍需继续降低负荷,送风量降低时手动调节送风机1B出力。送风机1A动叶14%、运行电流42A后,出口烟温仍低时,手动调节引风机动叶,增加A侧引风机出力。
(3)空预器1A升温期间,尤其是烟温变化时,控制烟温上升速率小于0.5℃/min,期间加强空预器运行电流监视,否则暂停升温操作。
(4)降低送风机1A动叶开度或增加送风机1B动叶开度期间,保持燃烧器层二次风门全开,降低风箱压力,方式送风机1A因出口压力高失速。运行期间加强空预器1A出口热二次风压力及二次风箱压力监视,保证此压力低于送风机1A出口压力。运行期间做好送风机失速、空预器电流波动、空预器跳闸、引风机失速等相关事故预想。
(5)空预器投入连续吹灰,冷端和热端交替循环进行,即按照冷端→热端→冷端的方式循环。
空预器1A进行升温运行注意事项:
(1)两台引风机出力偏差调平,引风机入口联络挡板暂保持关闭状态。
(2)两侧烟气挡板仍按照过热器+再热器烟气挡板开度总和A侧比B侧大10%-20%的控制方式。
(3)关注脱硝系统运行情况,发现喷氨量不正常升高,通过调整增加高挥发分煤种的掺烧比例、开大燃尽风、降低运行氧量等方式,降低脱硝入口Nox浓度(控制不超350 mg/m3),并提高排放值,运行中烟囱入口NOX浓度设定值不得低于32mg/m3,尤其是机组低负荷运行期间加强控制,降低喷氨量。
(4)烟囱处NOX排放浓度可控情况下,控制脱硝反应器出口NOX浓度不低40 mg/m3并尽可能提高,喷氨自动情况下出现单侧反应器出口NOX浓度偏低,及时将对应侧的喷氨调阀解至手动干预,防止喷氨量过大。
(5)运行中加强脱硝运行参数监视,综合反应器出口值和烟囱排放浓度判断是否测点问题,同时检查氨逃逸趋势变化情况,防止过度喷氨影响空预器运行。
(6)除机组快速升高负荷、机组高负荷运行情况,空预器运行电流正常的情况下,保持省煤器烟气旁路全开状态,出现空预器入口烟温高或上升速度过快导致电流波动时烟气旁路可进行调节,尽量提高空预器温度。
(7)引风机动叶偏置运行期间,做好引风机失速的事故预想。
(8)机组高负荷运行期间,加强炉膛负压波动的监视及就地不严密处冒火的检查,防止发生火灾事故。
(9)因两侧空预器差压偏差,一次风压较高时,做好一次风机失速的预想,必要时启动四台磨煤机运行。
4治理效果及建议
经过9天左右空预器1A升温运行,堵塞情况得到了缓解,80%负荷以上时空预器烟气差压下降了约1200pa,引风机1A入口负压-5000Pa以内,各运行参数可控。通过此次治理,针对空预器堵塞得出以下预防措施:
加强空预器吹灰管理,严格按照空预器吹灰要求进行吹灰,避免吹灰蒸汽含水。
每次停炉对空预器冷端蓄热元件光洁度进行检查并使用高压水冲洗系统进行冲洗,冲洗后启动送风机对蓄热元件进行烘干,风机运行时间不低于8小时。
运行人员控制好氨逃逸不超标。控制不同负荷下炉膛出口NOX 浓度,尽量降低SCR喷氨,减少氨逃逸,保证脱硝系统在最佳工况下运行。
定期进行喷氨优化试验。防止局部喷氨过高,氨逃逸高,在空预器中产生硫酸氢氨堵塞。
做好烟气脱硝设备的维护工作,利用机组检修期间,疏通催化剂,尽可能保证SCR内部烟气通流正常,不存在死角或烟气走廊现象。加强脱硝区域的声波吹灰器的巡查,发现缺陷及时消除。利用检修机会,对SCR系统的混合器、阻火器、阀门、管道、喷嘴进行检修、清理。
参考文献
[1]钟离金、宋玉宝,锅炉SCR烟气脱硝空气预热器堵塞原因及其解决措施,热力发电.
[2]华润电力(常熟)有限公司运行规程.
作者简介
钱锋(1986.1),男,发电部值长,华润电力(常熟)有限公司,单位地址:江苏省常熟市经济技术开发区沿江工业园。