一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預器硫酸氫銨堵灰的方法
【專利摘要】本發明公開了一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預器硫酸氫銨堵灰的方法。利用了機組調峰低負荷時段，根據硫酸氫銨沉積過程的可逆性原理，提出了一種運行調整方法，使單側空預器隔絕空氣，通入少量高溫煙氣，逐步提高空預器整體部件溫度，使附著在傳熱元件上的液態硫酸氫銨氣化，從而消除堵塞。目前我國的燃煤機組調峰頻繁，經常在夜間有長時間低負荷運行時段，這樣機組就能夠經常利用低負荷調峰時段，對空預器進行輪流硫酸氫銨堵灰清理，降低空預器阻力，避免停機進行高壓水沖洗，減少經濟損失。
【專利說明】一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預器硫酸氫銨堵灰的方法
【技術領域】
[0001]本發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器硫酸氫銨堵灰方法
【背景技術】
[0002]按照GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》的要求，從2014年開始，現有火電廠燃煤鍋爐NOx排放標準達到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(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，將NOx還原成N2和H2O。
[0003]但是SCR工藝存在明顯的負面作用。由于有副反應SO2被氧化成SO3的反應的存在，會造成煙氣中SO3濃度過高；同時在脫硝過程中由于氨的不完全反應，SCR煙氣脫硝過程逃逸NH3是難免的。SO3會和NH3反應產生硫酸氫銨。其反應如下:
[0004]NH3+S03+H20 = NH4HSO4(I)
[0005]在通常運行溫度下，硫酸氫銨的露點為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中，煙氣經過SCR反應器后，進入回轉式空預器(如附圖1所示)，在空預器內排煙溫度逐步降低，當溫度降至185°C以下時，煙氣中已生成的氣態硫酸氫銨會在空預器的傳熱元件上凝固下來。典型的回轉式空預器溫度場與硫酸氫銨沉積帶分布見圖2。液態的硫酸氫銨是一種粘性很強的物質，在煙氣中會粘附飛灰，造成空預器結垢、堵塞，采用普通的蒸汽吹灰方式無法清除，不僅使得空預器的阻力增加、換熱效率降低，嚴重時導致鍋爐出力不足或燃燒不穩。
[0006]SCR系統中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脫硝系統后，硫酸氫銨造成的空預器堵塞成為困擾鍋爐長期穩定運行的痼疾。當空預器堵塞嚴重時，不得不停機進行高壓水沖洗。據統計，投入脫硝系統后，空預器的高壓水沖洗的周期約3-12個月(見附圖3)。機組每啟停一次費用巨大，以300MW機組為例，每啟停一次機組，費用約100萬元。
【發明內容】
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[0007]為了克服以上問題，本發明提出了一種在機組低負荷下，使空預器單側運行消除硫酸氫銨堵灰的運行操作方法。能夠在不停機條件下在線清除空預器的硫酸氫銨堵塞，大大提高機組的經濟性和可靠性。該發明利用硫酸氫銨的沉積的過程是可逆的原理，即當溫度提升到露點以上時，已經沉積在空預器受熱面上的液態硫酸氫銨將蒸發為氣態，已經形成的堵塞就會消除。例如根據實際運行常識，在附圖2所示在空預器熱段，由于硫酸氫銨為氣態，一般不會發生堵塞，說明氣態硫酸氫銨不會發生堵灰。因此，在機組運行中，如果能夠將已發生硫酸氫銨堵塞的空預器冷段溫度升高，讓液態硫酸氫銨氣化，就能夠消除堵塞。
[0008]典型的燃煤鍋爐風煙系統由雙空預器組成，如附圖1所示，在鍋爐低負荷時，單臺空預器可以滿足換熱要求，因此可以在低負荷時段，使單臺空預器正常運行，另一臺空預器則隔絕空氣，通入少量熱煙氣，由于沒有冷卻介質空氣的換熱，空預器的受熱面溫度會升高，達到SCR出口的煙氣溫度300°C以上，超過了硫酸氫銨露點，使空預器冷端沉積的液態硫酸氫銨氣化，實現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)在機組調峰低負荷運行時段，打開空預器入口一次風道聯絡擋板；
[0011](2)打開空預器入口二次風道聯絡擋板；
[0012](3)關閉單側空預器出口一次風風道擋板，確保嚴密；
[0013](4)關閉單側空預器出口二次風風道擋板，確保嚴密；
[0014](5)微開單側空預器入口煙氣擋板開度，進入少量煙氣，確保另一側空預器運行所需煙氣量；
[0015](6)監視單側空預器溫度指示，使其逐步上升至所需煙溫；
[0016](7)保持單側預期煙溫若干小時，逐步使硫酸氫銨蒸發為氣態；
[0017](8)機組調峰低負荷時段結束后，打開單側空預器出口一次風風道擋板，打開單側空預器出口二次風風道擋板，全開單側空預器入口煙氣擋板，單側空預器恢復正常運行；
[0018](9)投入空預器行蒸汽吹灰器，進行一次蒸汽吹灰操作，清除浮灰，清灰過程結束。
[0019]2、所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:在所述機組調峰低負荷達到50%時，單臺所述空預器運行即可以滿足要求。
[0020]3、所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:步驟5中，緩慢關閉所述空預器A入口所述煙氣擋板5，但并不完全關閉，保持5-10%開度，進入少量煙氣。
[0021]4、所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:步驟6中，所述空預器A內所述換熱元件將緩慢被加熱到所述SCR出口煙溫為300°C ;同時所述空預器B內煙氣流量增大，相當于約100%負荷下工作狀態。
[0022]本發明的有益效果為:
[0023]1.當空預器存在硫酸氫銨積灰堵塞時，不必停機進行高壓水沖洗，利用機組調峰低負荷時段，通過運行調整，使單側空預器隔絕空氣，通入少量高溫煙氣，逐步提高空預器整體部件溫度，使附著在傳熱元件上的液體硫酸氫銨氣化；同時另一側空預器正常運行，能夠滿足低負荷正常運行的要求。
[0024]2.有效利用我國的燃煤機組調峰時段(經常在夜間有長時間低負荷運行時段)，機組能夠利用低負荷調峰時段，輪流對空預器進行硫酸氫銨堵灰清理，降低空預器阻力，避免停機進行高壓水沖洗，減少經濟損失。
[0025]3.能夠在不停機條件下在線清除空預器的硫酸氫銨堵塞，大大提高機組的經濟性和可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]附圖1，燃煤鍋爐典型煙風系統示意圖
[0027]附圖2，回轉式空預器溫度場與硫酸氫銨沉積帶分布
[0028]附圖3，SCR脫硝空預器清洗周期
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發明進行進一步的闡述。應該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發明，并不對其內容進行限定。
[0030]實施例1:
[0031]下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
[0032]如附圖1所示火電廠燃煤鍋爐典型煙風系統，在機組調峰50%負荷時，采取操作步驟如下:
[0033](I)正常運行中，附圖1所示所有風門擋板處于全開位置。
[0034](2)在機組調峰低負荷達到50%時，單臺空預器運行即可以滿足要求。假設需要清除空預器A硫酸氫銨堵塞，保持空預器B正常運行。首先保持空預器入口一次風道聯絡擋板I處于全開；
[0035](3)保持空預器入口二次風道聯絡擋板2處于全開；
[0036](4)關閉空預器A出口一次風風道擋板3，并確保嚴密，原先通過空預器A的一次風空氣將通過擋板I進入空預器B ；
[0037](5)關閉空預器A出口二次風風道擋板4，并確保嚴密，原先通過空預器A的二次風空氣將通過擋板2進入空預器B ；
[0038](6)緩慢關閉空預器A入口煙氣擋板5，但并不完全關閉，保持5-10%開度，進入少量煙氣。
[0039](7)經過步驟(4)、(5)、(6)，空預器A內沒有冷卻介質空氣，而有少量熱煙氣流過，空預器A內換熱元件將緩慢被加熱到SCR出口煙溫(一般約300°C左右)；同時空預器B內煙氣流量增大，相當于約100%負荷下工作狀態。
[0040](8)保持以上狀態若干小時，逐步使空預器A內得硫酸氫銨蒸發為氣態；
[0041](9)機組調峰低負荷時段結束后，打開單側空預器出口一次風風道擋板3，打開單側空預器出口二次風風道擋板4，全開單側空預器入口煙氣擋板5，空預器A恢復正常運行；
[0042](10)投入空預器A蒸汽吹灰器，進行一次蒸汽吹灰操作，清除浮灰，清灰過程結束。
[0043]上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。
【權利要求】
1.一種在線消除火電廠燃煤鍋爐空預器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:包括以下操作步驟: (1)在機組調峰低負荷運行時段，打開空預器入口一次風道聯絡擋板； (2)打開空預器入口二次風道聯絡擋板； (3)關閉單側空預器出口一次風風道擋板，確保嚴密； (4)關閉單側空預器出口二次風風道擋板，確保嚴密； (5)微開單側空預器入口煙氣擋板開度，進入少量煙氣，確保另一側空預器運行所需煙氣量; (6)監視單側空預器溫度指示，使其逐步上升至所需煙溫； (7)保持單側預期煙溫若干小時，逐步使硫酸氫銨蒸發為氣態； (8)機組調峰低負荷時段結束后，打開單側空預器出口一次風風道擋板，打開單側空預器出口二次風風道擋板，全開單側空預器入口煙氣擋板，單側空預器恢復正常運行； (9)投入空預器行蒸汽吹灰器，進行一次蒸汽吹灰操作，清除浮灰，清灰過程結束。
2.根據權利要求1所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:在所述機組調峰低負荷達到50%時，單臺所述空預器運行即可以滿足要求。
3.根據權利要求1所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:步驟5中，緩慢關閉所述空預器A入口所述煙氣擋板5，但并不完全關閉，保持5-10 %開度，進入少量煙氣。
4.根據權利要求1所述的在線消除火電廠燃煤鍋爐空預器硫酸氫銨堵灰的方法，其特征是:步驟6中，所述空預器A內所述換熱元件將緩慢被加熱到所述SCR出口煙溫為300°C;同時所述空預器B內煙氣流量增大，相當于約100%負荷下工作狀態。
【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 優先權日:2014年7月24日
【發明者】趙晴川, 高建軍, 周新剛, 姜波, 董建 申請人:國家電網公司, 國網山東省電力公司電力科學研究院