如今各大燃煤電廠大多已經建立了自(zì)己的脫硝係統,並且已經開始正常運轉,然而由於我國地域遼闊,各大燃煤電廠的煙(yān)氣(qì)條件不盡相同,造成不能(néng)統(tǒng)一進行運行管理。通過分析脫硝係統在運(yùn)行過程中可能遇到的問題及產生問題的(de)原因,指導運行管理人員從問題著手,解決電廠中脫硝係統在運行(háng)中的各種問題,從而延長催化劑(jì)的使用壽命,降低電廠(chǎng)的運行成本。
我國煤(méi)炭資源(yuán)豐富,這意味著在以後相對(duì)較長的一段時間內,火力發電仍然是我國電力供應(yīng)的主要方式。火電廠需要燃燒大量的煤炭來(lái)供給熱能(néng)來進行(háng)發電,而在這個燃燒過程中大量的氮氧化物、硫化物等有毒氣體會被釋放,這些氣體會嚴重汙染大氣環(huán)境。進入21世紀後,汙染治理已經迫在眉睫,國家要求燃煤電廠實行(háng)超低(dī)排放。大多數燃煤電廠開(kāi)始使用SCR煙氣脫硝設備(bèi),該技術可以控製氮氧化合物以降低對大氣的汙染。SCR脫硝技術的原理較為簡單,向煙氣噴灑NH3等還原劑,可以使煙氣(qì)中的氮氧化物被還原,生成N2和H2O。該技術的缺點在於,SCR脫硝設(shè)備運行一段時間以後,由於各種原因會出現催化劑活性下降,脫硝(xiāo)效率降低的情況。因此,分析(xī)SCR脫硝設備效率降低的原因,並針對這些原因采取有效(xiào)的措施,對提高燃煤電廠脫硝效(xiào)率,減少運營成本具有十分重要的意(yì)義。
脫硝設備運行過程中,加強對電廠運行人員的(de)管理,可以增加催化劑的(de)實際使用(yòng)壽(shòu)命。延長催化劑使用壽命是一個(gè)係統工程,它需要催化劑生(shēng)產商及燃煤電廠用戶從不同的角度優(yōu)化和改(gǎi)進脫硝催化劑生產及使用過程,來延長催化劑的(de)使用(yòng)壽命,並且確保係統正常運行。文中主要從電廠脫硝運行管理方麵介紹延長催化(huà)劑使用壽命的問(wèn)題。
1 催化劑的運前管理
催化劑的使用壽命一(yī)般為兩千多小時,催化(huà)劑廠商必(bì)須要在催化劑出廠前進行性能檢測,並結合煙氣(qì)條件等調整催化劑的配方,以確保催化劑在使用壽命內滿足脫硝活性、效率、SO2/SO3轉化率等(děng)指標的要求,來符合燃(rán)煤電廠(chǎng)的使用要求。催化劑廠家應根據電廠的具體情況具體對待催化劑的設計,包括機組容量、煤質成分、煙氣條件等都(dōu)是需要考(kǎo)慮的情況,以此來選(xuǎn)取合適的催化劑節距和配方。同時,足夠的催化劑體(tǐ)積量也是保證催化劑使用壽命的必要條件。
2 催化劑的運行管理
正確的運行操作方式可以延長催化劑(jì)的使用壽命,並可保證脫硝係統能夠長期運行。由於超低排放的技術才剛(gāng)開(kāi)始推廣,目前,電廠的煙氣脫硝還處於(yú)探索並逐漸增加經驗的(de)階段。在實際運行過程中,煙氣流量、煙氣(qì)溫度、流場均勻性、積灰、壓降等都會影響催化劑的使用,因此,在運行操作管理中,這些指標需要(yào)被密切關(guān)注。
2.1 煙氣流量與均(jun1)勻性
在催化劑的(de)實際運行過程中,煙氣流量(liàng)均(jun1)勻性(xìng)是一項十分重要的指(zhǐ)標。煙氣流量不均勻會導致催化劑局部阻塞,甚至會發(fā)生催化劑垮(kuǎ)塌的現象。催化(huà)劑的氣流不(bú)均會造成局(jú)部積(jī)灰嚴重(chóng)阻塞,而這必然會導致催化劑其他孔道內煙氣速度流動過快(kuài),而煙氣中(zhōng)顆粒物對催化劑(jì)的磨損與煙氣(qì)流速(sù)成正(zhèng)比(bǐ),可見氣流不均會導致煙氣速度增加,從而又會加速其他催化劑磨損,造成惡劣循環,直到催化劑失效。在催化劑的使(shǐ)用運行中,反應器四周的位置特別是靠近鍋爐一側往往*容(róng)易形成局(jú)部積灰。運行管理人員需注意,一旦發現有流量不(bú)均的情況出現,可(kě)以在後期改(gǎi)造時有(yǒu)針對性地對局部進行增(zēng)加或調整導流(liú)板的操作來減(jiǎn)少流量不均的影響。
2.2 煙(yān)氣運行溫度管理
脫硝催(cuī)化劑具有一定的運行溫度,該(gāi)溫(wēn)度不僅決(jué)定(dìng)催化劑(jì)還原(yuán)反應的速度,而且直接決定催化劑的(de)活性和使用壽命。一般火電廠脫硝運行溫度(dù)應(yīng)控製在320~440 ℃之間。當溫度低於催化(huà)劑適用溫度時,催化劑會產生副反應,NH3會與(yǔ)SO3反應生成(chéng)(NH4)2SO4或NH4HSO4,而NH3的減少會造成催化劑脫硝效率下降(jiàng),同時,副反應生成的(NH4)2SO4或NH4HSO4具有黏性(xìng),其會附著在催化劑(jì)的表麵,進(jìn)一步阻塞催化劑的孔道,造成催化劑的活性降低。同時,如果煙氣溫度高(gāo)於催化劑的(de)設(shè)計溫度,也(yě)容易造成催化劑內的活性物質失活。因此,在實際運行過程中,應盡量避免低負荷運行帶來的低溫度,此時煙氣溫度不在催化劑的(de)*適宜溫度之間。一旦發現溫度超出區間範圍,需盡快將其恢複到(dào)控製溫度內,這對於(yú)延長催化劑的使用(yòng)壽命(mìng)具有重要作用。
2.3 吹灰管理(lǐ)
在催(cuī)化劑的(de)運行過程中,飛(fēi)灰阻塞(sāi)催化劑的現象經常出現,催化劑的活性(xìng)因此也會下降。因此,有效吹灰是保持催化劑(jì)活性、延長催(cuī)化劑使用壽命的(de)必要手段。電廠經常(cháng)采用的吹(chuī)灰器有2種 :聲波吹(chuī)灰和蒸汽吹灰。雖然(rán)原理可能(néng)不同,但所有吹灰器的目的都是不讓催(cuī)化劑表麵形成積灰或(huò)者及時吹掉(diào)催化劑表麵上的灰分。聲波吹灰是一種預防性的吹灰方式,是為了阻止飛灰在催化劑(jì)表麵形成堆積設(shè)計的。而蒸汽吹灰是待飛(fēi)灰在催化劑表麵形成(chéng)一(yī)定(dìng)的厚度後,再進行吹掃(sǎo)清除。2種吹灰(huī)方式各有優缺點(diǎn),應根據(jù)各電(diàn)廠的具體情況選取。有研究表明,聲波吹灰對催化劑沒有任(rèn)何的毒副(fù)作(zuò)用,而蒸(zhēng)汽吹(chuī)灰由於水的引入,長期運行後可能會使催化劑失(shī)效,並且(qiě)會導致催化劑發生腐蝕(shí)和堵塞等(děng)危險情況。因此,當使用蒸汽吹灰時,一定要嚴格控製吹(chuī)灰的溫度和壓力。吹灰溫度過高,會導致催化劑活(huó)性成分燒結,過低則達不到催化劑的使用溫度。對(duì)吹灰壓力的控(kòng)製,既要防止壓力過低導致吹灰效(xiào)果不(bú)佳,又要防止壓力過高導致催化劑受(shòu)到磨損。在(zài)實際運行中,當發(fā)現催化劑的壓降增加時,往往需要運行人員(yuán)增加吹灰頻次,來降低催(cuī)化劑的壓降。
2.4 噴氨(ān)管理
由於脫硝係統的化學反應是還原反應,因此,作為還原劑的NH3的(de)均勻性會直接影(yǐng)響脫硝係統的(de)效率、氨逃逸和催化劑的使用(yòng)壽命。煙氣脫硝係(xì)統在設計初期通常會進行流場模(mó)擬或物理(lǐ)模(mó)型試驗,來對煙道內的流場進行優化設計,以此用來保證入口截麵的煙氣流速和NOx的均勻分布。但在實際運行過程中,部分(fèn)區域會出現氨逃逸較大的現象,這會(huì)影響整個脫硝(xiāo)係統的(de)效果,並且會增(zēng)加空(kōng)預(yù)器(qì)的阻塞與腐蝕,給整個係統的(de)穩定運行帶來危害。因此,對煙(yān)氣與NH3混合(hé)的均勻性進行準確的判斷是一項(xiàng)十分必要的操作(zuò)。運行人員在(zài)實際(jì)操作中可以通過調整係統入口不同位置的噴氨量,來改變煙氣和NH3混合的均勻性(xìng),使(shǐ)整個脫硝係統(tǒng)的NH3在均勻的狀態下(xià)分布,可以避免(miǎn)出現不同部位的催化劑因(yīn)NH3分布不均導致使用(yòng)壽命不(bú)同(tóng),從而影響整個催化(huà)劑的使用壽命的情況。
SCR脫硝技術作為一種能夠很好地控製氮氧化物產(chǎn)生的新技術,目前在全國的各大電(diàn)廠中已經得到了廣泛(fàn)的應用。隨(suí)著該技術使用(yòng)的逐漸增多,催(cuī)化劑的使用壽命長短問題越來(lái)越受到關注。一方麵(miàn),催化劑生產廠家應該對(duì)催化劑配(pèi)方等進(jìn)行改進,提高催化劑的使用壽命。另一方麵,從催化(huà)劑運行維護的角度來說,加強催化劑(jì)的運行管(guǎn)理,提高催化劑的運行質量同樣也能增加催化劑的使用壽命(mìng)。通過在運行過程中實(shí)行有效控製煙氣流(liú)量與均勻性、煙氣溫度、吹灰、噴氨等措施,增加催化劑的使用時間具有了可操作性。我國開展煙氣氮氧化物治理隻有區區十幾年,相對於早就開展煙氣(qì)治理的國外來說,實踐與經(jīng)驗都很不足,各方麵還有許多適合我國特色的經驗需要挖掘和總結。
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