脱硝装置可用率
A:锅炉每年的总运行时间(小时)。
B:每年因脱硝装置故障导致的停运时间(小时)。
7 SNCR技术方案 系统概述
在现有锅炉上进行SNCR改造,不需要改变现有锅炉的设备设置,只需增加氨水储罐、稀释水储罐、氨水喷射装置及压缩空气系统,系统结构比较简单。但温度对SNCR还原反应的影响明显,严格选择最佳温度窗口是本工艺的关键,而且要达到有效的脱硝效果,还必须在温度窗口达到足够的停留时间。
本案锅炉的燃烧方式本身就是一种低氮燃烧的方式,其烟气出口温度在800℃-1000℃之间,正好在SNCR的最佳温度窗口区间;另外本案锅炉的烟气在这一温度区间的停留时间较长,非常适合SNCR脱销工艺。已有的SNCR改造工程证实:在循环流化床锅炉上采用SNCR脱销工艺可以获得比较高的、稳定的脱销效果,一般脱销效率能达到70%。因此对本方案锅炉脱销的改造采用SNCR工艺是合理的。
氨站系统如图7-1所示
1、2、3号炉炉前喷射系统如图2-2所示
4号炉炉前喷射系统如图2-3所示
作为还原剂的氨水溶液,首先用槽车运输至氨水溶液储罐,来自此储罐的氨水溶液和来自稀释水箱的除盐水经静态混合器混合后被输送到中间氨水溶液储存罐,通过氨水中间储存罐的密度计控制浓度约为10%左右氨水溶液,再由氨水输送泵输送至炉前,经过计量分配装置的精确计量分配至每个喷枪,经喷枪喷入炉膛,在锅炉烟气出口窗(该区烟气温度在850℃—1100℃之间)与烟气充分混合,将烟气中的NOx还原为氮气分子(N2)和水蒸气,反应后的烟气流出锅炉,随烟气排入大气,达到脱除NOx的目的。
整个系统由氨水储存罐、稀释水罐、中间氨水储存罐、稀释水泵、氨水稀释泵、氨水溶液输送泵、喷射装置、调节阀、控制阀、逆止阀、电磁阀,管道、电气设备和控制仪表及DCS等系统组成。
氨水溶液以液态喷入,氨水溶液相对于尿素溶液的脱硝效率较高,锅炉热效率影响较小,运行费用低等优点;相对于液氨来说系统更安全稳定。
脱硝装置对锅炉的影响
① SNCR系统对于循环流化床锅炉的影响风险存在于以下几个方面: 1)锅炉热效率下降;
2)氨逃逸量大,造成对锅炉,后面的除尘设备的堵塞和腐蚀; 3)损坏锅炉耐火砖,造成锅炉本体受到影响。 ② 解决措施
1)减少热效率的下降
SNCR系统需要将氨水、软水喷射入炉膛,这会造成锅炉热效率的下降。所以,喷射入炉膛的氨水、稀释水量越少,对锅炉热效率的的影响越小。如何减少氨水、稀释水喷射量,有以下办法:采用高效喷枪,性能优良、喷射力强的喷枪在较小的喷射量条件下依然能保证溶液需要的射程、雾化效果。在保证脱硝效率的条件下减少喷量(注:喷枪的射程、雾化均需要一定喷射量作为保证);设计合适的喷射位置和喷枪数量,我方拥有自有的流场模拟实验室,能完成CFD锅炉的流场模拟。 通过CFD流场模拟,确定最合适的喷枪数量和喷枪布排,能保证在达到脱硝效率条件下喷射最少的氨水和稀释水,这样能有效减少热效率的下降,以及减少对于锅炉本体的损坏。
2)减少氨逃逸
氨逃逸是由喷入锅炉内氨水的量,氨水与烟气混合程度,及氨与烟气内的NOx进行的还原反应效率决定的。综合来说:喷射入锅炉的氨水量越“合适”,氨水与烟气的混合程度越高,氨和烟气的NOx反应速度越快,氨逃逸率越低。我们公司依据实时监测的烟气中NOx的浓度,及烟气中氨逃逸量作为控制参数,对还原剂喷射量进行相应调节,并根据锅炉的不同运行负荷运行相应的喷枪,满足不同负荷下还原剂与烟气中的NOx在最佳的反应温度窗范围内进行还原反应,同时我们公司根据实际的锅炉截面及烟气状况在每个喷射截面达到最佳的覆盖率,这些设计都在保证高脱硝效率的同时保证了小的氨逃逸率。而在氨逃逸低于8mg/Nm3的情况下,逃逸对锅炉基本是没有影响的。只有较高的氨逃逸对于锅炉尾部的受热面才有一定的影响,这是在烟气温度处于200~250℃之间时过量的氨与烟气中的SO3发生反应,产生少量的硫酸氢胺黏附在锅炉尾部的换热面上造成的。
3)减少脱硝系统对锅炉本体的影响
减少对锅炉本体的影响,需要考虑以下方面:一是尽可能少开喷射口,这样对锅炉本体的损坏降至最小程度。这需要采用CFD流场模拟和丰富的SNCR设计经验,在保证脱硝效率的条件下,少开设喷射口;二是采用合适的喷枪,因为锅炉容量大小不一样,锅炉的结构也不一样,所以,采用针对锅炉特性设计的喷枪,能保证喷射出的溶液的射程、雾化和角度都是合适的,避免喷射到对面炉壁、滴漏等风险,减少对锅炉本体的影响。