后超低排放時(shí)代的吹灰器選型淺議

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:后超低排放時(shí)代，各種爐內(nèi)脫硝對鍋爐的運(yùn)行工況造成了影響，積灰的顆粒大小、濃度、粘性都發(fā)生了變化，增加了吹灰難度。文章通過對工況改變的分析、吹灰設(shè)備的比對分析，提出用空氣激波吹灰器解決當(dāng)前工況積灰吹掃的方案，并用實(shí)際案例進(jìn)行了闡釋。

超低排放；空氣激波吹灰器；脫硝；低氮燃燒；SNCR；SCR

一、前言

電站鍋爐的受熱面積灰對發(fā)電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、安全運(yùn)行有著重要影響。在當(dāng)前實(shí)施超低排放的大背景下，現(xiàn)行超低排放要求，在基準(zhǔn)氧含量6%的條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米。

一般來說煙塵和二氧化硫的脫除都在爐外進(jìn)行（流化床鍋爐有些保留了爐內(nèi)脫硫工藝），對煙道中煙氣的影響較小。而脫硝，無論是低氮燃燒，還是SNCR，SCR都是在鍋爐本體進(jìn)行的改造。

而這些改造對于鍋爐受熱面的積灰灰濃度，灰成分，灰顆粒大小，灰特性都有較大的影響，原有的吹灰設(shè)備的選型及設(shè)計(jì)方式，運(yùn)行方式都應(yīng)做出相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，方能滿足當(dāng)前的吹灰要求。本文重點(diǎn)就各種當(dāng)前主流的脫硝工藝對煙氣的影響進(jìn)行分析，對當(dāng)前主流的除灰工藝進(jìn)行比較，在此基礎(chǔ)上，提出更加優(yōu)化的吹灰方案和技術(shù)。

二、當(dāng)前主流的脫硝工藝及對煙氣的影響。

（一）低氮燃燒

在這里主要針對循環(huán)流化床鍋爐鍋爐進(jìn)行分析。流化床鍋爐的低氮燃燒最基本的技術(shù)要求就是控制分級燃燒，低氧、低溫。為了實(shí)現(xiàn)降低床溫，提高爐膛上部溫度，一般都采用改造旋風(fēng)分離器的方式，提高分離效率。隨著循環(huán)倍率的增加，灰的顆粒更細(xì)，顆粒間的作用力增大，粘性增加，尾部受熱面的吹灰難度增大。

從工程實(shí)踐來看，大部分優(yōu)化了分離器的低氮燃燒改造項(xiàng)目，都發(fā)現(xiàn)不同程度的積灰嚴(yán)重，排煙溫度升高。有些甚至因?yàn)檫^熱器積灰影響了主汽溫度（在分離器出口斜煙道布置受熱面的尤甚）。

（二）選擇性非催化還原(ivenon-catalyticreduction簡稱SNCR)

SNCR是指無催化劑的作用下，在適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”內(nèi)噴入還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為無害的氮?dú)夂退?。該技術(shù)一般采用爐內(nèi)噴氨、尿素或氫氨酸作為還原劑還原NOx。還原劑只和煙氣中的NOx反應(yīng)，一般不與氧反應(yīng)，該技術(shù)不采用催化劑，所以這種方法被稱為選擇性非催化還原法（SNCR）。由于該工藝不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850~1100℃的區(qū)域，迅速熱分解成NH3，與煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2和水。

對于循環(huán)流化床鍋爐來說，一般是選在爐膛上部或者水平煙道部位作為噴氨位置，這樣在噴氨點(diǎn)以后，煙氣中水分增加，一方面引起積灰的增加，另一方面改變了灰的特性，灰的粘性更大，吹灰難度也增加了。

（三）選擇性催化還原技術(shù)（SelectiveCatalyticReduction，簡稱SCR）

SCR是目前國際上應(yīng)用最為廣泛的煙氣脫硝技術(shù)，它沒有副產(chǎn)物，不形成二次污染，裝置結(jié)構(gòu)簡單，并且脫除效率高（可達(dá)90%以上），運(yùn)行可靠，便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。SCR技術(shù)原理為：在催化劑作用下，向溫度約280～420℃的煙氣中噴入氨，將NOX還原成N2和H2O，從而達(dá)到脫除氮氧化物效果的煙氣凈化技術(shù)。

燃煤鍋爐爐膛內(nèi)煙氣中的SO2約有0.5%～1.0%被氧化成SO3。加裝SCR系統(tǒng)后，催化劑在把NOx還原成N2的同時(shí)，將約1.0%的SO2氧化SO3。SCR反應(yīng)器出口煙氣中存在的未反應(yīng)的逃逸氨(NH3)、SO3及水蒸氣反應(yīng)生成硫酸氫氨或硫酸氨：

NH3+SO3+H2O→NH4HSO4

2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4

當(dāng)煙氣中的NH3含量遠(yuǎn)高于SO3濃度時(shí)，主要生成干燥的粉末狀硫酸氨（AS），不會(huì)對空氣預(yù)熱器產(chǎn)生粘附結(jié)垢。當(dāng)煙氣中的SO3濃度高于逃逸氨濃度時(shí)，主要生成硫酸氫氨(ABS)，在150-220°C溫度區(qū)間，ABS是一種高粘性液態(tài)物質(zhì)，易冷凝沉積在空預(yù)器管道（或換熱元件）上，造成對空氣預(yù)熱器換熱元件的堵塞和腐蝕。

綜上所看，無論哪種脫硝方式，都是增加煙道積灰量和改變積灰粘性，增大吹灰難度的。所以在后超低排放時(shí)代對吹灰器的選型宜根據(jù)實(shí)際情況做選型優(yōu)化和改進(jìn)，以滿足當(dāng)前工況的清灰要求，保證鍋爐的總計(jì)經(jīng)濟(jì)性和安全性。

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