鍋爐煙氣脫硝中稀釋風(fēng)系統(tǒng)故障和處理

大氣網(wǎng)訊:摘要： 針對(duì)馬鋼熱電總廠(chǎng)南區(qū)三臺(tái)220t/h煤粉鍋爐，脫硝稀釋風(fēng)機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的風(fēng)機(jī)風(fēng)箱和進(jìn)口管道震動(dòng)大、法蘭面漏灰嚴(yán)重、葉輪磨損嚴(yán)重，運(yùn)行和維護(hù)工作量等問(wèn)題，進(jìn)行研究和分析，提出解決方案，達(dá)到了預(yù)期效果。

1、簡(jiǎn)介：

馬鋼熱電總廠(chǎng)南區(qū)三臺(tái)煤粉鍋爐，為上海鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的，單汽包自然循環(huán)鍋爐，燃燒器布置在爐膛的正四角，低氮燃燒，布袋除塵，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，最大耗煤量28.6 t/h，蒸發(fā)量為220t/h，可摻燒30%（熱值比）高爐煤氣。為應(yīng)對(duì)“十二五”火電行業(yè)的二氧化硫及氮氧化物控制要求，滿(mǎn)足《火電廠(chǎng)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)的要求，2015年6月到12月，先后完成了三臺(tái)煤粉爐脫硫脫硝建設(shè)工程，2018年6月又對(duì)三臺(tái)煤粉鍋爐進(jìn)行了超凈排（SO2<35mg/m3、NOx<50mg/m3、煙塵<5 mg/m3）改造。從第一次改造后，脫硝系統(tǒng)運(yùn)行情況來(lái)看，三臺(tái)鍋爐脫硝系統(tǒng)，雖然排放指標(biāo)能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但脫硝稀釋風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行震動(dòng)大、風(fēng)機(jī)葉輪和風(fēng)箱磨大、管道系統(tǒng)漏灰嚴(yán)重、設(shè)備維護(hù)量大等一系列問(wèn)題，一直困擾著我們。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)檢查、分析和研究，我們制定了詳細(xì)改造方案，在2018年第二次超凈排改造前逐步實(shí)施，系統(tǒng)所存在的問(wèn)題得到了很好的解決，達(dá)到了預(yù)期效果。

2、SCR（選擇性催化還原）脫硝裝置的工藝流程：

尿素溶液通過(guò)尿素輸送泵輸送至尿素噴槍?zhuān)趬嚎s氮?dú)獾淖饔孟拢跓峤鉅t內(nèi)分散成微小的霧滴，該霧滴在熱二次風(fēng)作用下熱解生成含有NH3的熱解風(fēng)，該熱解風(fēng)經(jīng)噴氨格柵進(jìn)入煙道，與原煙氣混合進(jìn)入并進(jìn)入反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)催化劑的作用下，氨氣（NH3）將原煙氣中的NOX還原成無(wú)公害氮?dú)釴2和H2O。該反應(yīng)發(fā)生在裝有催化劑的反應(yīng)器里，煙氣與噴入的氨在催化劑的作用下反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)脫出氮氧化合物。煙氣中的氮氧化合物，通常由95%的NO和5%的NO2組成，它們通過(guò)以下反應(yīng)轉(zhuǎn)化成水和氮?dú)狻?/p>

4 NO + 4 NH3 + O2 -> 4 N2 + 6 H2O

4 NH3 + 2 NO2 + O2 -> 3 N2 + 6 H2O

1 NO2 + 1 NO + 2 NH3 -> 2 N2 + 3 H2O

3.1 系統(tǒng)概況：

稀釋風(fēng)系統(tǒng)最主要設(shè)備是稀釋風(fēng)機(jī)和進(jìn)出口控制閥門(mén)。風(fēng)機(jī)的作用是抽取鍋爐一定量的熱風(fēng)，通過(guò)電加熱將將氨氣稀釋到一定比例后，噴入反應(yīng)器管道，防止氨氣與空氣混合達(dá)到爆炸比例，從而避免造成危險(xiǎn)。稀釋風(fēng)機(jī)一般選用專(zhuān)用高壓離心風(fēng)機(jī)，以確保氨空氣稀釋比例不大于5%。每臺(tái)機(jī)組設(shè)有兩臺(tái)稀釋風(fēng)機(jī)，一運(yùn)一備，進(jìn)行連鎖保護(hù)試驗(yàn)，在鍋爐點(diǎn)火時(shí)期就將稀釋風(fēng)機(jī)投入。

3.2 運(yùn)行中的問(wèn)題：

自2016 年初脫硝系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)，發(fā)現(xiàn)3 臺(tái)鍋爐脫硝稀釋風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)行存在的普片現(xiàn)象為：風(fēng)箱和進(jìn)口管道震動(dòng)大、法蘭面漏灰嚴(yán)重、葉輪磨損嚴(yán)重，設(shè)備維護(hù)量大，現(xiàn)場(chǎng)噪音和粉塵大，運(yùn)行環(huán)境差。期間多次停爐停機(jī)對(duì)稀釋風(fēng)系統(tǒng)解體檢查，對(duì)磨損嚴(yán)重的部件進(jìn)行補(bǔ)焊和更換。但稀釋風(fēng)機(jī)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，始終沒(méi)有從源頭解決，給設(shè)備維護(hù)和正常運(yùn)行帶來(lái)了不必要的麻煩，問(wèn)題的解決勢(shì)在必行。

4、原因分析及對(duì)策：

通過(guò)對(duì)稀釋風(fēng)系統(tǒng)認(rèn)真研究分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)震動(dòng)大、磨損大和噪音大的主要原因是系統(tǒng)的控制、連接方式和取風(fēng)口位置存在設(shè)計(jì)缺陷，并根據(jù)原因分析制定了相應(yīng)對(duì)策，具體的做法如下。

4.1 系統(tǒng)的控制方式：

原系統(tǒng)的控制方式，采用的是入口閥門(mén)全開(kāi)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)出口閥門(mén)來(lái)控制流量，由于該系統(tǒng)稀釋風(fēng)機(jī)選型較大，為減小流量，需要關(guān)小出口調(diào)節(jié)擋板，此時(shí)風(fēng)道阻力增大，使管道特性曲線(xiàn)Q—ΔH從OA移動(dòng)到OB，風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)從A移到B，風(fēng)機(jī)流量從Q2減小到Q1，而風(fēng)機(jī)的壓頭相應(yīng)升高了ΔH，但升高的壓頭是用來(lái)抵消因減小流量而附加的節(jié)流損失（圖1），這是造成系統(tǒng)震動(dòng)大的主要原因。采取的對(duì)策是：將風(fēng)機(jī)流量的調(diào)節(jié)，由出口調(diào)節(jié)改為入口調(diào)節(jié)，風(fēng)機(jī)的出口壓頭大幅度下降（見(jiàn)改造前后對(duì)比圖A和B）。

4.2系統(tǒng)的連接方式：

原系統(tǒng)管道和閥門(mén)的連接方式為，入口手動(dòng)隔離閥和管道連接為硬連接，由于稀釋風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行溫度在350℃左右，管道冷熱膨脹變形較大，系統(tǒng)的硬連接無(wú)法吸收熱膨脹生產(chǎn)的應(yīng)力，同時(shí)也無(wú)法消除系統(tǒng)產(chǎn)生的震動(dòng)。采取的對(duì)策是：在風(fēng)機(jī)進(jìn)口法蘭硬連接處，增加金屬補(bǔ)償器，以消除熱應(yīng)力和系統(tǒng)震動(dòng)（見(jiàn)改造前后對(duì)比圖A和B）。

4.3取風(fēng)口位置：

稀釋風(fēng)機(jī)入口氣源來(lái)源與回轉(zhuǎn)式空預(yù)器出口，由于回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)較大，因此，熱二次風(fēng)中粉塵含量較高，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的檢查分析，原系統(tǒng)抽風(fēng)口正好處在熱二次風(fēng)容易積灰的位置上（見(jiàn)上圖標(biāo)示的積灰點(diǎn)），這樣會(huì)造成抽取的二次風(fēng)含塵量大幅度上升。采取的對(duì)策是：改變?nèi)★L(fēng)口位置，將原先水平段取風(fēng)改為垂直段取風(fēng)，同時(shí)將取風(fēng)口位置升高兩米，有效的避開(kāi)積灰點(diǎn)。

通過(guò)以上三方面改造，馬鋼熱電總廠(chǎng)三臺(tái)鍋爐稀釋風(fēng)系統(tǒng)，徹底消除存在的問(wèn)題，至今運(yùn)行正常。

5、結(jié)束語(yǔ)：

風(fēng)機(jī)和管道系統(tǒng)，產(chǎn)生的震動(dòng)和設(shè)備磨損是比較常見(jiàn)的現(xiàn)象，但由于各電站現(xiàn)場(chǎng)條件和工藝流程相差很大，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題要具體分析，很多問(wèn)題需要在各自實(shí)踐中探索和總結(jié)，從該系統(tǒng)改造實(shí)施過(guò)程中，我們總結(jié)出如下經(jīng)驗(yàn)：

5.1、風(fēng)煙系統(tǒng)流量的調(diào)節(jié)控制，在出口壓力要求不高的前提下，一般應(yīng)優(yōu)先使用出口調(diào)節(jié)方式，這樣對(duì)減小了管道震動(dòng)和節(jié)流損失都大有幫助。

5.2、風(fēng)煙系統(tǒng)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，特別是系統(tǒng)溫度較高的系統(tǒng)，管道閥門(mén)和風(fēng)機(jī)入口的連接應(yīng)盡可能使用補(bǔ)償器，以消除熱應(yīng)力和系統(tǒng)震動(dòng)。

5.3、針對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的介質(zhì)含塵量較高問(wèn)題，應(yīng)充分考慮取風(fēng)口位置的合理性，同時(shí)也要做好設(shè)備本身防磨措施。