一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法。利用了機(jī)組調(diào)峰低負(fù)荷時(shí)段，根據(jù)硫酸氫銨沉積過程的可逆性原理，提出了一種運(yùn)行調(diào)整方法，使單側(cè)空預(yù)器隔絕空氣，通入少量高溫?zé)煔?，逐步提高空預(yù)器整體部件溫度，使附著在傳熱元件上的液態(tài)硫酸氫銨氣化，從而消除堵塞。目前我國的燃煤機(jī)組調(diào)峰頻繁，經(jīng)常在夜間有長時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)段，這樣機(jī)組就能夠經(jīng)常利用低負(fù)荷調(diào)峰時(shí)段，對空預(yù)器進(jìn)行輪流硫酸氫銨堵灰清理，降低空預(yù)器阻力，避免停機(jī)進(jìn)行高壓水沖洗，減少經(jīng)濟(jì)損失。
【專利說明】一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及消除燃煤鍋爐堵灰的方法，特別是一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰方法
【背景技術(shù)】
[0002]按照GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，從2014年開始，現(xiàn)有火電廠燃煤鍋爐NOx排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到100mg/m3以下。因此目前火電廠燃煤鍋爐普遍采用選擇性催化還原技術(shù)(SCR)煙氣脫硝方式。在SCR過程中，還原劑NH3(如氨或尿素)被噴入煙氣，在特定的溫度范圍(320°C?450°C )以及催化劑和氧氣存在的條件下，NH3有選擇地與煙氣中的NOx反應(yīng)，將NOx還原成N2和H2O。
[0003]但是SCR工藝存在明顯的負(fù)面作用。由于有副反應(yīng)SO2被氧化成SO3的反應(yīng)的存在，會造成煙氣中SO3濃度過高；同時(shí)在脫硝過程中由于氨的不完全反應(yīng)，SCR煙氣脫硝過程逃逸NH3是難免的。SO3會和NH3反應(yīng)產(chǎn)生硫酸氫銨。其反應(yīng)如下:
[0004]NH3+S03+H20 = NH4HSO4(I)
[0005]在通常運(yùn)行溫度下，硫酸氫銨的露點(diǎn)為147°C，以液體形式在物體表面聚集或以液滴形式分散于煙氣中。在燃煤電站鍋爐系統(tǒng)中，煙氣經(jīng)過SCR反應(yīng)器后，進(jìn)入回轉(zhuǎn)式空預(yù)器(如附圖1所示)，在空預(yù)器內(nèi)排煙溫度逐步降低，當(dāng)溫度降至185°C以下時(shí)，煙氣中已生成的氣態(tài)硫酸氫銨會在空預(yù)器的傳熱元件上凝固下來。典型的回轉(zhuǎn)式空預(yù)器溫度場與硫酸氫銨沉積帶分布見圖2。液態(tài)的硫酸氫銨是一種粘性很強(qiáng)的物質(zhì)，在煙氣中會粘附飛灰，造成空預(yù)器結(jié)垢、堵塞，采用普通的蒸汽吹灰方式無法清除，不僅使得空預(yù)器的阻力增加、換熱效率降低，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致鍋爐出力不足或燃燒不穩(wěn)。
[0006]SCR系統(tǒng)中SO3和逃逸NH3是難以消除的，硫酸氫銨的生成也就在所難免，燃煤鍋爐投入SCR脫硝系統(tǒng)后，硫酸氫銨造成的空預(yù)器堵塞成為困擾鍋爐長期穩(wěn)定運(yùn)行的痼疾。當(dāng)空預(yù)器堵塞嚴(yán)重時(shí)，不得不停機(jī)進(jìn)行高壓水沖洗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，投入脫硝系統(tǒng)后，空預(yù)器的高壓水沖洗的周期約3-12個(gè)月(見附圖3)。機(jī)組每啟停一次費(fèi)用巨大，以300MW機(jī)組為例，每啟停一次機(jī)組，費(fèi)用約100萬元。
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]為了克服以上問題，本發(fā)明提出了一種在機(jī)組低負(fù)荷下，使空預(yù)器單側(cè)運(yùn)行消除硫酸氫銨堵灰的運(yùn)行操作方法。能夠在不停機(jī)條件下在線清除空預(yù)器的硫酸氫銨堵塞，大大提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。該發(fā)明利用硫酸氫銨的沉積的過程是可逆的原理，即當(dāng)溫度提升到露點(diǎn)以上時(shí)，已經(jīng)沉積在空預(yù)器受熱面上的液態(tài)硫酸氫銨將蒸發(fā)為氣態(tài)，已經(jīng)形成的堵塞就會消除。例如根據(jù)實(shí)際運(yùn)行常識，在附圖2所示在空預(yù)器熱段，由于硫酸氫銨為氣態(tài)，一般不會發(fā)生堵塞，說明氣態(tài)硫酸氫銨不會發(fā)生堵灰。因此，在機(jī)組運(yùn)行中，如果能夠?qū)⒁寻l(fā)生硫酸氫銨堵塞的空預(yù)器冷段溫度升高，讓液態(tài)硫酸氫銨氣化，就能夠消除堵塞。
[0008]典型的燃煤鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)由雙空預(yù)器組成，如附圖1所示，在鍋爐低負(fù)荷時(shí)，單臺空預(yù)器可以滿足換熱要求，因此可以在低負(fù)荷時(shí)段，使單臺空預(yù)器正常運(yùn)行，另一臺空預(yù)器則隔絕空氣，通入少量熱煙氣，由于沒有冷卻介質(zhì)空氣的換熱，空預(yù)器的受熱面溫度會升高，達(dá)到SCR出口的煙氣溫度300°C以上，超過了硫酸氫銨露點(diǎn)，使空預(yù)器冷端沉積的液態(tài)硫酸氫銨氣化，實(shí)現(xiàn)消除硫酸氫銨堵灰的目的。
[0009]1、一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:包括以下操作步驟:
[0010](I)在機(jī)組調(diào)峰低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)段，打開空預(yù)器入口一次風(fēng)道聯(lián)絡(luò)擋板；
[0011](2)打開空預(yù)器入口二次風(fēng)道聯(lián)絡(luò)擋板；
[0012](3)關(guān)閉單側(cè)空預(yù)器出口一次風(fēng)風(fēng)道擋板，確保嚴(yán)密；
[0013](4)關(guān)閉單側(cè)空預(yù)器出口二次風(fēng)風(fēng)道擋板，確保嚴(yán)密；
[0014](5)微開單側(cè)空預(yù)器入口煙氣擋板開度，進(jìn)入少量煙氣，確保另一側(cè)空預(yù)器運(yùn)行所需煙氣量；
[0015](6)監(jiān)視單側(cè)空預(yù)器溫度指示，使其逐步上升至所需煙溫；
[0016](7)保持單側(cè)預(yù)期煙溫若干小時(shí)，逐步使硫酸氫銨蒸發(fā)為氣態(tài)；
[0017](8)機(jī)組調(diào)峰低負(fù)荷時(shí)段結(jié)束后，打開單側(cè)空預(yù)器出口一次風(fēng)風(fēng)道擋板，打開單側(cè)空預(yù)器出口二次風(fēng)風(fēng)道擋板，全開單側(cè)空預(yù)器入口煙氣擋板，單側(cè)空預(yù)器恢復(fù)正常運(yùn)行；
[0018](9)投入空預(yù)器行蒸汽吹灰器，進(jìn)行一次蒸汽吹灰操作，清除浮灰，清灰過程結(jié)束。
[0019]2、所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:在所述機(jī)組調(diào)峰低負(fù)荷達(dá)到50%時(shí)，單臺所述空預(yù)器運(yùn)行即可以滿足要求。
[0020]3、所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:步驟5中，緩慢關(guān)閉所述空預(yù)器A入口所述煙氣擋板5，但并不完全關(guān)閉，保持5-10%開度，進(jìn)入少量煙氣。
[0021]4、所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:步驟6中，所述空預(yù)器A內(nèi)所述換熱元件將緩慢被加熱到所述SCR出口煙溫為300°C ;同時(shí)所述空預(yù)器B內(nèi)煙氣流量增大，相當(dāng)于約100%負(fù)荷下工作狀態(tài)。
[0022]本發(fā)明的有益效果為:
[0023]1.當(dāng)空預(yù)器存在硫酸氫銨積灰堵塞時(shí)，不必停機(jī)進(jìn)行高壓水沖洗，利用機(jī)組調(diào)峰低負(fù)荷時(shí)段，通過運(yùn)行調(diào)整，使單側(cè)空預(yù)器隔絕空氣，通入少量高溫?zé)煔?，逐步提高空預(yù)器整體部件溫度，使附著在傳熱元件上的液體硫酸氫銨氣化；同時(shí)另一側(cè)空預(yù)器正常運(yùn)行，能夠滿足低負(fù)荷正常運(yùn)行的要求。
[0024]2.有效利用我國的燃煤機(jī)組調(diào)峰時(shí)段(經(jīng)常在夜間有長時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)段)，機(jī)組能夠利用低負(fù)荷調(diào)峰時(shí)段，輪流對空預(yù)器進(jìn)行硫酸氫銨堵灰清理，降低空預(yù)器阻力，避免停機(jī)進(jìn)行高壓水沖洗，減少經(jīng)濟(jì)損失。
[0025]3.能夠在不停機(jī)條件下在線清除空預(yù)器的硫酸氫銨堵塞，大大提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]附圖1，燃煤鍋爐典型煙風(fēng)系統(tǒng)示意圖
[0027]附圖2，回轉(zhuǎn)式空預(yù)器溫度場與硫酸氫銨沉積帶分布
[0028]附圖3，SCR脫硝空預(yù)器清洗周期
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述。應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發(fā)明，并不對其內(nèi)容進(jìn)行限定。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0032]如附圖1所示火電廠燃煤鍋爐典型煙風(fēng)系統(tǒng)，在機(jī)組調(diào)峰50%負(fù)荷時(shí)，采取操作步驟如下:
[0033](I)正常運(yùn)行中，附圖1所示所有風(fēng)門擋板處于全開位置。
[0034](2)在機(jī)組調(diào)峰低負(fù)荷達(dá)到50%時(shí)，單臺空預(yù)器運(yùn)行即可以滿足要求。假設(shè)需要清除空預(yù)器A硫酸氫銨堵塞，保持空預(yù)器B正常運(yùn)行。首先保持空預(yù)器入口一次風(fēng)道聯(lián)絡(luò)擋板I處于全開；
[0035](3)保持空預(yù)器入口二次風(fēng)道聯(lián)絡(luò)擋板2處于全開；
[0036](4)關(guān)閉空預(yù)器A出口一次風(fēng)風(fēng)道擋板3，并確保嚴(yán)密，原先通過空預(yù)器A的一次風(fēng)空氣將通過擋板I進(jìn)入空預(yù)器B ；
[0037](5)關(guān)閉空預(yù)器A出口二次風(fēng)風(fēng)道擋板4，并確保嚴(yán)密，原先通過空預(yù)器A的二次風(fēng)空氣將通過擋板2進(jìn)入空預(yù)器B ；
[0038](6)緩慢關(guān)閉空預(yù)器A入口煙氣擋板5，但并不完全關(guān)閉，保持5-10%開度，進(jìn)入少量煙氣。
[0039](7)經(jīng)過步驟(4)、(5)、(6)，空預(yù)器A內(nèi)沒有冷卻介質(zhì)空氣，而有少量熱煙氣流過，空預(yù)器A內(nèi)換熱元件將緩慢被加熱到SCR出口煙溫(一般約300°C左右)；同時(shí)空預(yù)器B內(nèi)煙氣流量增大，相當(dāng)于約100%負(fù)荷下工作狀態(tài)。
[0040](8)保持以上狀態(tài)若干小時(shí)，逐步使空預(yù)器A內(nèi)得硫酸氫銨蒸發(fā)為氣態(tài)；
[0041](9)機(jī)組調(diào)峰低負(fù)荷時(shí)段結(jié)束后，打開單側(cè)空預(yù)器出口一次風(fēng)風(fēng)道擋板3，打開單側(cè)空預(yù)器出口二次風(fēng)風(fēng)道擋板4，全開單側(cè)空預(yù)器入口煙氣擋板5，空預(yù)器A恢復(fù)正常運(yùn)行；
[0042](10)投入空預(yù)器A蒸汽吹灰器，進(jìn)行一次蒸汽吹灰操作，清除浮灰，清灰過程結(jié)束。
[0043]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:包括以下操作步驟: (1)在機(jī)組調(diào)峰低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)段，打開空預(yù)器入口一次風(fēng)道聯(lián)絡(luò)擋板； (2)打開空預(yù)器入口二次風(fēng)道聯(lián)絡(luò)擋板； (3)關(guān)閉單側(cè)空預(yù)器出口一次風(fēng)風(fēng)道擋板，確保嚴(yán)密； (4)關(guān)閉單側(cè)空預(yù)器出口二次風(fēng)風(fēng)道擋板，確保嚴(yán)密； (5)微開單側(cè)空預(yù)器入口煙氣擋板開度，進(jìn)入少量煙氣，確保另一側(cè)空預(yù)器運(yùn)行所需煙氣量; (6)監(jiān)視單側(cè)空預(yù)器溫度指示，使其逐步上升至所需煙溫； (7)保持單側(cè)預(yù)期煙溫若干小時(shí)，逐步使硫酸氫銨蒸發(fā)為氣態(tài)； (8)機(jī)組調(diào)峰低負(fù)荷時(shí)段結(jié)束后，打開單側(cè)空預(yù)器出口一次風(fēng)風(fēng)道擋板，打開單側(cè)空預(yù)器出口二次風(fēng)風(fēng)道擋板，全開單側(cè)空預(yù)器入口煙氣擋板，單側(cè)空預(yù)器恢復(fù)正常運(yùn)行； (9)投入空預(yù)器行蒸汽吹灰器，進(jìn)行一次蒸汽吹灰操作，清除浮灰，清灰過程結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:在所述機(jī)組調(diào)峰低負(fù)荷達(dá)到50%時(shí)，單臺所述空預(yù)器運(yùn)行即可以滿足要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:步驟5中，緩慢關(guān)閉所述空預(yù)器A入口所述煙氣擋板5，但并不完全關(guān)閉，保持5-10 %開度，進(jìn)入少量煙氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預(yù)器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:步驟6中，所述空預(yù)器A內(nèi)所述換熱元件將緩慢被加熱到所述SCR出口煙溫為300°C;同時(shí)所述空預(yù)器B內(nèi)煙氣流量增大，相當(dāng)于約100%負(fù)荷下工作狀態(tài)。
【文檔編號】F23J3/02GK104180378SQ201410357101
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】趙晴川, 高建軍, 周新剛, 姜波, 董建 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院