一種防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的裝置及方法，該方法根據(jù)燃煤鍋爐入爐煤中的含硫量Sad、脫硝設(shè)施出口氨逃逸濃度CslipNH3，控制空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)入口煙氣與空氣預(yù)熱器空氣側(cè)入口空氣的質(zhì)量流量比至β，使空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)出口溫度上升至210-320℃且持續(xù)時間不少于h小時，同時打開空氣預(yù)熱器至除塵器的管道上的煙氣聯(lián)絡(luò)門，使除塵器入口溫度≤160℃即可。本發(fā)明能夠有效地防止因煙氣脫硝而帶來的硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的問題，另一方面通過設(shè)置和調(diào)節(jié)煙氣聯(lián)絡(luò)門可以避免煙氣溫度升高對除塵器特別是袋式除塵器的影響，有利于燃煤鍋爐的正常運(yùn)行。
【專利說明】一種防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于火力發(fā)電廠煙氣脫硝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，選擇性催化還原脫硝(SCR)或非選擇性催化還原脫硝(SNCR)成為燃煤鍋爐必不可少的一部分，SCR和SNCR均是以NH3為還原劑，還原NOx成為N2和H2O,反應(yīng)過程中未反應(yīng)完全的NH3以逃逸氨的形式隨煙氣排出，同時燃煤鍋爐燃燒過程中會產(chǎn)生少量的S03，未反應(yīng)的NH3和SO3及煙氣中的水發(fā)生化合反應(yīng)生成硫酸氫銨(ABS)，化學(xué)反應(yīng)方程式為:NH^SO^IM) NH^HSO,。由方程式可知硫酸氫銨的反應(yīng)速率主要與煙氣溫度、煙氣中的逃逸NH3濃度、SO3濃度及H2O濃度有關(guān)。
[0003]硫酸氫銨在不同的溫度下分別呈現(xiàn)氣態(tài)、液態(tài)、顆粒狀。氣態(tài)或顆粒狀硫酸氫銨會隨著煙氣流經(jīng)空氣預(yù)熱器，不會對空氣預(yù)熱器產(chǎn)生影響。而液態(tài)硫酸氫銨捕捉飛灰能力極強(qiáng)，會與煙氣中的飛灰粒子相結(jié)合，附著于空氣預(yù)熱器傳熱元件上形成融鹽狀的積灰，造成預(yù)熱器的腐蝕、堵灰等，進(jìn)而影響預(yù)熱器的換熱及機(jī)組的正常運(yùn)行。為此，在燃煤鍋爐脫硝系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計中，會對空氣預(yù)熱器的設(shè)計結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式做出調(diào)整以消除硫酸氫銨對空氣預(yù)熱器運(yùn)行性能的影響，例如，對采用搪瓷元件作為預(yù)熱器下部傳熱元件，進(jìn)行充分的吹灰清洗等。 [0004]即使如此，由于燃煤鍋爐入爐煤煤質(zhì)改變和氨逃逸控制不當(dāng)造成的煙氣中NH3逃逸濃度、SO3濃度及H2O濃度的變化仍會帶來液態(tài)硫酸氫銨在空氣預(yù)熱器傳熱元件表面的形成，對空預(yù)器形成堵塞。
[0005]試驗研究表明，對于燃煤機(jī)組，煙氣中飛灰含量較高，硫酸氫銨在146°C—207°C溫度范圍內(nèi)為液態(tài)，溫度高時硫酸氫銨為氣態(tài)，溫度更高時硫酸氫銨將發(fā)生分解反應(yīng)生成氣體冊13、503和!120。因此采用提高空氣預(yù)熱器傳熱元件溫度的方法可以避免液態(tài)硫酸氫銨在空氣預(yù)熱器表面的形成，從而防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器。而提高空氣預(yù)熱器傳熱元件溫度可以通過提高空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)入口煙氣溫度、提高空氣預(yù)熱器空氣側(cè)入口空氣溫度、降低空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)速等方法來實(shí)現(xiàn)。
[0006]發(fā)明專利CN102042605公開了一種回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器分側(cè)熱清灰的方法，其主要技術(shù)特征在于利用夜間發(fā)電機(jī)組低負(fù)荷，將一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷全部倒到一偵牝另一側(cè)一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，改變風(fēng)機(jī)停運(yùn)側(cè)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器高、中、低溫傳熱元件的傳熱態(tài)勢，用風(fēng)機(jī)停運(yùn)側(cè)預(yù)熱器進(jìn)口受控的少量熱煙氣加熱傳熱元件，同時停止冷一次風(fēng)和冷二次風(fēng)進(jìn)入回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器使風(fēng)機(jī)停運(yùn)側(cè)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的傳熱元件在回轉(zhuǎn)時只加熱不放熱，傳熱元件溫度升高到近熱風(fēng)溫度，遠(yuǎn)高于硫酸氫銨露點(diǎn)，積灰松散、脫落，從而實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的清灰。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的裝置和方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的裝置，包括順次連接的燃煤鍋爐、脫硝裝置、空氣預(yù)熱器、除塵器和引風(fēng)機(jī)，所述空氣預(yù)熱器、除塵器和引風(fēng)機(jī)分別至少為兩個，相鄰的兩個空氣預(yù)熱器至除塵器的管道上設(shè)置有煙氣聯(lián)絡(luò)門，相鄰的兩個除塵器至引風(fēng)機(jī)的管道上也設(shè)置有煙氣聯(lián)絡(luò)門。
[0009]所述空氣預(yù)熱器均連接有送風(fēng)機(jī)；較好的，所述空氣預(yù)熱器為回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器或管式空氣預(yù)熱器。
[0010]所述相鄰的送風(fēng)機(jī)之間設(shè)有風(fēng)聯(lián)絡(luò)門，所述空氣預(yù)熱器為回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器或管式空氣預(yù)熱器。
[0011]利用上述裝置防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的方法，該方法根據(jù)燃煤鍋爐入爐煤中的含硫量Sad、脫硝設(shè)施出口氨逃逸濃度Cslipffl3，控制空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)入口煙氣與空氣預(yù)熱器空氣側(cè)入口空氣的質(zhì)量流量比至β，使空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)出口溫度上升至210-320°C且持續(xù)時間不少于h小時，同時打開空氣預(yù)熱器至除塵器的管道上的煙氣聯(lián)絡(luò)門，使除塵器入口溫度≤160°C即可；所述的所述β及h是Sad和Cslipffl3的函數(shù)，其邏輯關(guān)系滿足 β *h=k*Sad*CslipNH3, k 為 0.2-1200。所述 Sad 為 0.5-5% (質(zhì)量百分含量)，Cslipffll3 為
0.5-10 μ mol/mol, β 為 10-100，h 為 1-3 小時。
[0012]所述控制空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)入口煙氣與空氣預(yù)熱器空氣側(cè)入口空氣的質(zhì)量流量比通過調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)出力和送風(fēng)機(jī)出力實(shí)現(xiàn)。
[0013]相鄰的兩個空氣預(yù)熱器周期性的利用上述方法進(jìn)行防止硫酸氫銨堵塞的處理，即:利用上述方法防止硫酸氫銨堵塞其中一個空氣預(yù)熱器，另一個空氣預(yù)熱器正常工作，工作一段時間之后，互換相鄰兩個空氣預(yù)熱器的工作狀態(tài)。
[0014]所述周期即相鄰兩個空氣預(yù)熱器工作方式的間隔時間，間隔時間> 24小時，具體的周期根據(jù)k值不同而改變，k值越大，周期越長；k值越小，周期越短。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠有效地防止因煙氣脫硝而帶來的硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的問題，同時通過調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)出力，調(diào)節(jié)風(fēng)聯(lián)絡(luò)門煙氣聯(lián)絡(luò)門可以最大程度的滿足鍋爐的出力需求，另一方面通過設(shè)置和調(diào)節(jié)煙氣聯(lián)絡(luò)門可以避免煙氣溫度升高對除塵器特別是袋式除塵器的影響，有利于燃煤鍋爐的正常運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。
[0018]實(shí)施例1
如圖1所示的包括順次連接的第一送風(fēng)機(jī)1、第一出口擋板門2、第一空氣預(yù)熱器3空氣側(cè)、燃煤鍋爐4、脫硝裝置5、第一空氣預(yù)熱器3煙氣側(cè)、第一除塵器6、第一入口擋板門7和第一引風(fēng)機(jī)8，所述燃煤鍋爐4上同時連接第二空氣預(yù)熱器9空氣側(cè)出口，第二空氣預(yù)熱器9空氣側(cè)入口連接第二出口擋板門10，第二出口擋板門10連接第二送風(fēng)機(jī)11，第二空氣預(yù)熱器9煙氣側(cè)入口連接脫硝裝置5，第二空氣預(yù)熱器9煙氣側(cè)出口順次連接有第二除塵器12、第二入門擋板門13和第二引風(fēng)機(jī)14，其中第一出口擋板門2至第一空氣預(yù)熱器3空氣側(cè)的管道和第二出口擋板門10至第二空氣預(yù)熱器9空氣側(cè)的管道之間設(shè)有風(fēng)聯(lián)絡(luò)門16，第一空氣預(yù)熱器3煙氣側(cè)至第一除塵器6的管道和第二空氣預(yù)熱器9煙氣側(cè)至第二除塵器12的管道之間設(shè)有第一煙氣聯(lián)絡(luò)門15，第一除塵器6至第一入口擋板門7的管道和第二除塵器12至第二入口擋板門13的管道之間設(shè)有第二煙氣聯(lián)絡(luò)門17。
[0019]利用上述裝置防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器處理時，根據(jù)燃煤鍋爐入爐煤中的含硫量Sad、脫硝設(shè)施出口氨逃逸濃度Cslipffl3,控制第一空氣預(yù)熱器3煙氣側(cè)入口煙氣與空氣側(cè)入口空氣的質(zhì)量流量比至β，使第一空氣預(yù)熱器3煙氣側(cè)出口溫度達(dá)到210-320°C且維持h小時，第二空氣預(yù)熱器9正常工作，為了防止第一除塵器6入口溫度(160°C，將第一煙氣聯(lián)絡(luò)門15打開，使第一除塵器6側(cè)的部分高溫氣體轉(zhuǎn)入第二除塵器12偵彳，從而達(dá)到防止第一除塵器6入口溫度過高的目的；其中所述控制第一空氣預(yù)熱器3煙氣側(cè)入口煙氣與空氣側(cè)入口空氣的質(zhì)量流量比通過調(diào)節(jié)第一引風(fēng)機(jī)8、第二引風(fēng)機(jī)14出力和第一送風(fēng)機(jī)1、第二送風(fēng)機(jī)11出力，以及風(fēng)聯(lián)絡(luò)門16和第二煙氣聯(lián)絡(luò)門17的開合來實(shí)現(xiàn)，工作時間> 24小時后，互換第一空氣預(yù)熱器3和第二空氣預(yù)熱器9的工作狀態(tài)，即可達(dá)到周期性防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的目的。
[0020]實(shí)施例2
某電廠一臺設(shè)有SCR煙氣脫硝裝置的燃煤鍋爐，容量為300MW，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。燃煤鍋爐入爐煤中的含硫量1.0%、脫硝裝置出口氨逃逸濃度2.0mg/m3 (2.667 μ mol/mol)，該燃煤鍋爐通過調(diào)節(jié)第一引風(fēng)機(jī)8、第二引風(fēng)機(jī)14出力和第一送風(fēng)機(jī)1、第二送風(fēng)機(jī)11出力，以及風(fēng)聯(lián)絡(luò)門16和第二煙氣聯(lián)絡(luò)門17的開合控制第一空氣預(yù)熱器3煙氣側(cè)入口煙氣流量與空氣側(cè)入口空氣的質(zhì)量流量比增大至5以上，使第一空氣預(yù)熱器3煙氣側(cè)出口溫度達(dá)到280-300°C且持續(xù)時間4小時。工作時間24小時后，互換第一空氣預(yù)熱器3和第二空氣預(yù)熱器9的工作狀態(tài)，即可達(dá)到周期性防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的裝置，其特征在于:包括順次連接的燃煤鍋爐、脫硝裝置、空氣預(yù)熱器、除塵器和引風(fēng)機(jī)，所述空氣預(yù)熱器、除塵器和引風(fēng)機(jī)分別至少為兩個，相鄰的兩個空氣預(yù)熱器至除塵器的管道上設(shè)置有煙氣聯(lián)絡(luò)門，相鄰的兩個除塵器至引風(fēng)機(jī)的管道上也設(shè)置有煙氣聯(lián)絡(luò)門。
2.如權(quán)利要求1所述的防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的裝置，其特征在于，所述空氣預(yù)熱器均連接有送風(fēng)機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的裝置，其特征在于，所述相鄰的送風(fēng)機(jī)之間設(shè)有風(fēng)聯(lián)絡(luò)門。
4.如權(quán)利要求3所述的防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的裝置，其特征在于，所述空氣預(yù)熱器為回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器或管式空氣預(yù)熱器。
5.利用權(quán)利要求1-4任一所述的裝置防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的方法，其特征在于:根據(jù)燃煤鍋爐入爐煤中的含硫量Sad、脫硝設(shè)施出口氨逃逸濃度Cslipffl3，控制空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)入口煙氣與空氣預(yù)熱器空氣側(cè)入口空氣的質(zhì)量流量比至β，使空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)出口溫度上升至210-320°c且持續(xù)時間不少于h小時，同時打開空氣預(yù)熱器至除塵器的管道上的煙氣聯(lián)絡(luò)門，使除塵器入口溫度≤160°C即可；所述的所述β及h是Sad和Cslipra3 的函數(shù)，其邏輯關(guān)系滿足 β *h=k*Sad*CslipNH3, k 為 0.2-1200。
6.如權(quán)利要求5所述的防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的方法，其特征在于:所述 Sad 為 0.5-5%，Cslipra3 為 0.5-10 μ mol/mol，β 為 10-100，h 為 1-3 小時。
7.如權(quán)利要求5或6所述的防止硫酸氫銨堵塞燃煤鍋爐空氣預(yù)熱器的方法，其特征在于:所述控制空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)入口煙氣與空氣預(yù)熱器空氣側(cè)入口空氣的質(zhì)量流量比通過調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)出力和送風(fēng)機(jī)出力實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號】F23J3/02GK104033921SQ201410277897
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】吳文龍, 汪永威, 郭陽, 王賀岑, 張營帥, 李敏, 王剛, 段松濤, 朱莉娜, 王春玉, 郭為民, 孫寧 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 河南恩湃高科集團(tuán)有限公司