脱硝网格取样

  • 作者: admin123
  • 日期: 2017-04-11 16:24:24
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当前火电SCR测量现状调查

在“节能减排”的大环境下,从今年3月国家提出京津冀等地区实行特别排放限值、沿海地区实行“近零排放”的要求后,“近零排放”几乎一夜之间成为火电厂新的目标。然而,“近零排放”对于环保设备的性能优化、结构设计、系统升级等方面提出了新要求,经历了长时间、大范围、爆发性增长的环保设备行业开始将目光真正的投向设备升级与技术革新的层面。系统升级首先要确保在线检测数据真实可靠,测点要能真实反应检测区域数值。目前国内外各大设备厂商的相关CEMS系统都已相当成熟,但在各大燃煤机组普遍存在环保数据不符合逻辑,前后数据有冲突的现象,其中以脱硝出口NOX与排放口NOX不一致的情况尤为突出, 究其原因为取样不具代表性所致,其中O2、逃逸氨也存在类似问题。经过试点证明,网格取样改造可以彻底解决此类问题。

现在问题汇总

1、脱硝出口取样点安装在通向空预器的垂直烟道处,靠近脱硝反应区域,到水平烟道转角也处不远,靠近弯头。因受烟道长度所限,取样点位置无法达到取样要求(前直管段达不到2倍直径)

2、脱硝烟气靠近SCR反应区域,从锅炉燃烧后的烟气到达SCR处,受催化剂,省煤器等设备的影响,烟气流速不均,靠近烟道壁的烟气比较紊乱。

3、燃煤电厂常用的取样探头长度在1.2-1.5m,而60万机组的烟道尺寸普遍达到为9m*6m,探头无法到达烟道中间相对稳定的区域,只能取到靠近烟道壁的烟气。

4、现在大部分的电厂出口均为单点取样,因烟道内气体没有充分混合,任一单独测点都无代表性,则单一测点安装在任何位置均无法取到具有代表性的样气,测量结果也就不具代表性。

 

分析:

1、脱硝烟气靠近SCR反应区域,从锅炉燃烧后的烟气到达SCR处,受催化剂、省煤器等设备的影响,烟气流速不均,靠近烟道壁的烟气比较紊乱。烟道直管段不够(前直管段达不到2倍直径),及烟气紊乱现象,我们不能通过外在条件来改变工况的本质,但是可以利用加装管道的形式来改善该问题点的存在,所以,这两点属于可控制因素。

2、燃煤电厂常用的取样探头长度在1.2-1.5m,而60万机组的烟道尺寸普遍达到

9m*6m,探头无法到达烟道中间相对稳定的区域,只能取到靠近烟道壁的烟气。

探头长度问题,我们可以通过加长取样管等方式来弥补探头长度的不足,但是因为是单一取样,效果有限。所以要达到预期效果,需要增加取样的点数,所以该问题点也属于是可控因素。

3、现在大部分的电厂出口均为单点取样,因烟道内气体没有充分混合,任一单独测点都无代表性,则单一测点安装在任何位置均无法取到具有代表性的样气,

测量结果也就不具代表性。取样点单一,如果是增加探头,成本大,故障率高对应的维护量就大,所以增加探头数量方案不可取,但是可以通过外在条件解决探头数量问题,所以此项也可列为可控因素。

 

现状导致的结果

脱硝出口NOx数据与烟囱出口NOx数据不一致

数据偏差如何自圆其说?

NOX在脱硝后浓度基本不变,SCR出口及烟囱数据普通偏差达到30%。需尽快提出解决办法!

脱硝效果如何调整?

NOX,逃逸氨测不准,影响对脱硝喷氨量的控制,造成成过度喷氨或加氨不足,形成恶性循环,影响催化剂寿命。

可能会造成NOX排放超标?

二个测量点时高时低,毫无规律,控制不当,极容易出现排放口超标排放。

 

解决办法

1、我公司结合锅炉脱硝烟道及烟气取样设备实际情况,经过对样气不具代表性的原因进行整理分析,由我公司提出方案,经由广东省电力设

计院论证,上海锅炉厂审批,得出了一套完整的设计方案,并且已在神华国华惠州热电厂、神华国华台山电厂等多家电厂进行改造施工,取得

非常好的改造效果。

2安装取样点的选择:

在网格取样的设计中,取样点依然是重要一环,取样点应选在烟气流场稳定的水平(垂直)烟道处,尽量在水平(垂直)烟道的直管段较长位置。通过安装多根取样管,汇流后连接到空预器出口烟道上(电除尘入口)形成一个旁路,再在该旁路管道上进行烟气取样送CEMS测量。依要求在AB侧出口垂直烟道处,各布置一套网格取样装置及相关辅助设施。

方案介绍

A:样气采集装置部分介绍

为了充分的混合取样烟气。我们将取样点在脱硝SCR下方垂直烟道区域内,在垂直烟道上出口的AB侧各设置4根管取样管,共8根,水平插入垂直烟道,每根管道取4个取样口,取样口背向烟气流向布置,共计32个取样口,以充分的采集到烟道里面每个区域块的样气,并且通过对样气取样装置上的开孔大小来控制样气的流向与流量,保证能够取样均匀的样气进入到样气汇流装置部分。

示意图如下:

 

B:样气汇流处理部分

通过烟道内部的样气采集装置,采集到具有代表性的烟气,并通过4根取样管汇集到母管内,母管呈5-10度角逐渐向两侧延升。到锅炉前后墙位置向下延伸至取样平台部分,更好的加大了直管段部分的长度,为取样部分提供了较好的取样条件。

 

 

尿素热解气气换热技术

当前现状

用尿素作为还原剂的SCR烟气脱硝,其制氨方式分热解和水解两种工艺。相比较而言,尿素热解制氨工艺由于系统简单、投资成本低、运行稳定、响应速度快、维护量小,越来越多地被电厂采用。

目前尿素热解热源大部分采用电加热器,尿素的分解温度在350℃以上,因此需消耗一定的电量。一台300MW机组电加热功率约500-800KW,年费用约150-200万左右。

炉内气气管式换热器技术

利用风机自身压力(≥10KPa),将冷(热)一次风送达到锅炉低过(低再)区域,在这些区域布置若干的蛇形管,将冷(热)一次风加热后送入尿素热解炉,为尿素热解提供热源。

主要技术要点

利用锅炉尾部间隙布置,节省炉外布置空间。

加热后空气温度可控制在450~650℃,实现尿素完全分解。

可采用冷(一次/二次)风,解决AIG喷氨格栅管道堵塞问题。

对锅炉影响小。(烟气温度下降2~3℃,煤耗量增加约0.02%

关键材料的性能

S31008不锈钢具有良好的耐高温性,最高使用温度1200℃。温度超过800时才开始软化,因镍(Ni)、铬(Cr)含量高,具有良好耐氧化、耐腐蚀、耐酸碱、耐高温性能,专用于制造电热炉管等场合,奥氏体型不锈钢的化学成分特性是以铬、镍为基础添加钼、钨、铌和钛等元素,由于其组织为面心立方结构,因而在高温下有高的强度和蠕变强度。

l  耐高温性能

受热面布置在温度区域600-800℃范围内,烟气最高温度不超过830℃,管壁温度基本在750℃以内。在材料允许温度范围之内。受热面管在常压范围内运行,壁厚3mm,我公司保证受热面管道的使用寿命在15年以上。

l   磨损性能

 因受热面管道属常压范围,管壁厚度只需考虑磨损量。与布置在同一区域内的低温过、再热器管道相比,因气气换热器采用拉稀布置,烟气流速只为低温过、再热器管道处流速的1/2,故磨损远远低于低温过、再热器管,使用寿命远远大于低温过、再热器管道。

序号

项目

气气换热器

电加热器

1

热能来源

可采用冷一/二次风,有效防止AIG堵塞。

常规采用热一/二次风,存在AIG堵塞的风险。如采用冷一/二次风,电耗约1600KW,电耗大幅增加。

2

运行效果

出口温度600℃,确保尿素完全分解。

出口温度约600℃,存在尿素分解不完全的现象。

3

负荷适应性

能适应负荷变化。

能适应负荷变化。

4

热一次阻力

工况阻力约1300Pa,不影响热解系统正常工作,无需增加任何升压装置。

相对于气气换热器,阻力损失相对较小。

5

运行成本

可以忽略。

单台炉电耗约600KW,年运行成本约150万元。

 

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