不論是SCR還是SNCR脫硝方式,都是向煙氣中噴入氨水、液氨、尿素等產生氨氣的物質,依靠NH3和煙氣中的NOx反應,將其還原為氮氣。
但是,使NH3完全反應掉是難的。殘餘的氨氣成分會和煙氣中的SO3和水蒸汽反應,會生成硫酸銨和硫酸氫氨,
硫銨〔(NH4)2SO4〕在預熱器段煙氣溫度範圍內(450℃以下)為固體粉末狀,而且要在氨氣殘餘成分高時(一般NH3達數十個ppm體積濃度時)才大量生成,生成的量微少,包容在灰中,對預熱器幾乎沒有影響。
-
點擊圖片進入詳情
-
點擊圖片進入詳情
在預熱器進行改造後對鍋爐的性能有如下影響:
1.煙氣溫度的影響
在機組運行脫銷係統以後,SCR催化劑提高了SO2向SO3的轉化率,因而預熱器冷端腐蝕有所加劇。為保護預熱器後麵的設備(如靜電除塵器、煙道等),適當提高鍋爐排煙溫度有利於保護這些設備,在煙氣中,由於氨氣含量低,煙氣成分變化不大,在省煤器出口煙氣溫度變化不大時,預熱器通過追加熱端換熱麵,排煙溫度一般不受影響。但如果冷段堵塞未及時清理,會使排煙溫度有所上升,但不足以會危及鍋爐安全運行。
在鍋爐低負荷工況時,煙氣溫度降低,氨氣逃逸率上升,導致硫酸氫銨沉積帶向預熱器熱端漂移,可能會引起預熱器熱端堵塞。故麻豆视频网站一般隻計算低負荷及惡劣工況金屬溫度場,如此工況滿足其餘工況必然滿足。
2.壓差阻力的影響
由於傳熱元件總高增加,預熱器煙空氣阻力通常增加150-200Pa ,但如果冷段堵灰,阻力上升較明顯。通常在氨氣濃度1ppm以下時,硫酸氫銨生成量少,故預熱器堵塞現象不明顯,如NH3逃逸增加到2 ppm,日本AKK的測試表明,預熱器在運行6個月,阻力約增加30%,如NH3逃逸增加到3 ppm,預熱器在運行6個月,阻力約增加 50%。這對風機的影響較大。
3.對預熱器漏風的影響
SCR的使用通常使預熱器煙氣側負壓增加1Kpa 左右。如使用換熱係數不高的傳熱元件作為冷端元件,為達到同常規預熱器相近的排煙溫度,需增加預熱器換熱元件總高,這一般會使預熱器煙空氣阻力略有上升。預熱器煙空氣壓力差增加不可避免地造成預熱器漏風率上升,通常對30萬等級鍋爐預熱器,計算表明,漏風率增加量為0.5-0.8%;對60-70萬等級鍋爐預熱器,漏風率增加量為0.4-0.6%,由於目前預熱器均采用完善的雙道密封係統,煙空氣壓差的影響較早期的單道密封預熱器為小,預熱器漏風率總體上來講上升輕微。
4.煙氣灰分的影響
煙氣中灰分少時,硫酸氫銨在液相區以液滴形式存在,當燃料灰份/硫份比值小於7時,灰分隻能吸附部分硫酸氫銨液滴,但灰粒的黏性大,和部分純硫酸氫銨液滴一起吸附到換熱元件表麵上;當燃料灰份/硫份比值大於7時,煙氣中灰塵在均勻彌散分布時,幾乎可以吸附所有硫酸氫銨液滴,此時灰分的黏性也遠比無硫酸氫銨液滴時為大。
一般在燃料成分滿足灰份/硫份比值大於7時,預熱器冷端傳熱元件入口設防溫度可以適當降低,幅度通常是22℃(40F)。
脫硝裝置(SCR或SNCR)布置在預熱器前部煙道中時,如燃多灰燃料(如煤),稱之為高塵布置。脫硝裝置布置在除塵器以後煙道中或在不滿足灰份/硫份比值大於7的煙道中(即使在預熱器前部)都稱為低塵布置。
灰分高並不總是意味著預熱器的工況變得安全了。保證殘餘NH3在煙氣中均勻分布也重要,對氨氣噴入、反應和離開脫硝裝置後的分布均勻性要進行良好控製,避免出現局部過高濃度區。為保證煙氣成分均勻,煙道中采用導流設備是有必要的。
5.對預熱器腐蝕的影響
目前SCR係統所用催化介質常見的是氧化鈦和氧化釩,能使脫硝效率大大提高,但是,部分SO2也同時受其催化轉變成SO3,國外紀錄到的在SCR催化劑使用壽命內的平均數據是約增加了2-3%的轉化率。對原先常規預熱器設計時,對一些低硫煤(折算硫分在1.5%以下),冷端傳熱元件設計僅考慮采用普通耐腐蝕材料(通常是Corten鋼),轉化率增加後,將會縮短預熱器冷段換熱元件使用壽命。對130℃左右排煙溫度的設計,常規預熱器冷端腐蝕區僅在冷端100-200mm範圍內,在增加了SO3轉化率後,硫酸露點通常上升5-10℃,預熱器冷端受硫酸腐蝕區將上升到250-450mm, 原先普通預熱器設定的冷段300mm高度就顯得不夠了。因此,預熱器轉子的一些冷端構件和密封構件(在硫酸腐蝕區工作),必須使用如考登鋼、NS1之類的材料,傳熱元件本身,應盡量使用搪瓷表麵。
硫酸氫銨本身的腐蝕性較硫酸為弱。從國外的使用情況來看,腐蝕也表現為電化學反應,由於其較牢固的粘在元件表麵,表現為點狀腐蝕,分布在從預熱器冷端向上600mm-900mm的範圍內(隨預熱器工作溫度情況而變化)。