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循环流化床尾部烟道及电袋除尘器氯化铵结晶研究与预防

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成果主要完成人

周宏斌、张 海、张其龙、王庆旋、李 兵、周 灿、高国庆、马齐齐

项目概况

循环流化床机组大多采用SNCR脱硝工艺,对于大机组,该工艺的NH3混合均匀度较差,NH3/NO摩尔比一般在3~6之间,尤其当炉膛出口烟温偏离脱硝温度窗口时,往往需要进一步加大喷氨量以保证脱硝效率,近年来,随着已建循环流化床机组NOx排放浓度执行≤50mg/m3的超低排放标准,脱硝系统氨逃逸增加导致的锅炉空预器出口及尾部烟道氯化铵结晶现象越来越突出,由此带来的外排口氨基气溶胶排放量增加以导致的烟尘浓度超标得现象受到广泛重视,由于SNCR脱硝工艺对温度较为敏感,运行调节手段较为单一,近年来成为循环流化床锅炉运行中的疑难问题,通过流化床锅炉尤其是旋风分离器改造,提高炉膛布风均匀性以及分离器分离效率,通过优化脱硝喷枪布置方案,针对不同喷氨区域的烟气特性,通过喷氨分区控制策略,在各区域实现精准喷氨来控制氨逃逸浓度,建立基于在线氨逃逸浓度及空预器出口烟温参数的氯化铵结晶预警系统是解决该类问题的有效思路。 本项目以华电淄博热电有限公司145MW循环流化床锅炉为研究对象,通过现场试验与理论分析相结合,建立了NH4Cl结晶预测模型,获得了NH4Cl结晶反应平衡曲线,建立了基于在线氨逃逸浓度与空预器出口烟温的NH4Cl结晶预警系统,可对空预器及除尘器的NH4Cl结晶现象的防控提供运行指导。将喷枪进行分级布置,针对不同喷氨区域的烟气特性以及对脱硝口NOx、氨逃逸的影响程度,提出了喷氨分区控制策略,在各区域实现精准喷氨,在保证脱硝效率的同时,降低喷氨量及氨逃逸。通过机理试验获得了氨气停留时间及烟温对氨逃逸浓度的影响机制,指导优化喷枪布置方案,将分离器出口喷枪布置在旋风筒及竖直烟道,提高了氨气在高温区域的停留时间,在保证脱硝效率的同时,实现了通过有效提高氨气过度氧化率减少氨逃逸的目的。 该种改造方案适用于超低排放形势下存在脱硝效率低下,氯化铵结晶严重的循环流化床机组。 采用该技术可以对氯化铵结晶温度进行有效预测,对锅炉及脱硝系统运行提供预警参数,防止循环流化床锅炉空预器及尾部烟道出现结晶现象,有效降低循环流化床出口烟温,改善锅炉炉膛内左右侧不对称的燃烧问题以及布风均匀性及给煤均匀性造成的炉膛单侧氧量不足等问题,采取喷枪分级布置及分区控氨的策略可以有效提高喷氨均匀度,降低脱硝氨逃逸,显著降低脱硝系统氨水耗量。