脫硝網格取樣

  • 作者: admin123
  • 日期: 2017-04-11 16:24:24
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產品詳情

當前火電SCR測量現狀調查

在“節能減排”的大環境下,從今年3月國家提出京津冀等地區實行特別排放限值、沿海地區實行“近零排放”的要求后,“近零排放”幾乎一夜之間成為火電廠新的目標。然而,“近零排放”對于環保設備的性能優化、結構設計、系統升級等方面提出了新要求,經歷了長時間、大范圍、爆發性增長的環保設備行業開始將目光真正的投向設備升級與技術革新的層面。系統升級首先要確保在線檢測數據真實可靠,測點要能真實反應檢測區域數值。目前國內外各大設備廠商的相關CEMS系統都已相當成熟,但在各大燃煤機組普遍存在環保數據不符合邏輯,前后數據有沖突的現象,其中以脫硝出口NOX與排放口NOX不一致的情況尤為突出, 究其原因為取樣不具代表性所致,其中O2、逃逸氨也存在類似問題。經過試點證明,網格取樣改造可以徹底解決此類問題。

現在問題匯總

1、脫硝出口取樣點安裝在通向空預器的垂直煙道處,靠近脫硝反應區域,到水平煙道轉角也處不遠,靠近彎頭。因受煙道長度所限,取樣點位置無法達到取樣要求(前直管段達不到2倍直徑)

2、脫硝煙氣靠近SCR反應區域,從鍋爐燃燒后的煙氣到達SCR處,受催化劑,省煤器等設備的影響,煙氣流速不均,靠近煙道壁的煙氣比較紊亂。

3、燃煤電廠常用的取樣探頭長度在1.2-1.5m,而60萬機組的煙道尺寸普遍達到為9m*6m,探頭無法到達煙道中間相對穩定的區域,只能取到靠近煙道壁的煙氣。

4、現在大部分的電廠出口均為單點取樣,因煙道內氣體沒有充分混合,任一單獨測點都無代表性,則單一測點安裝在任何位置均無法取到具有代表性的樣氣,測量結果也就不具代表性。

 

分析:

1、脫硝煙氣靠近SCR反應區域,從鍋爐燃燒后的煙氣到達SCR處,受催化劑、省煤器等設備的影響,煙氣流速不均,靠近煙道壁的煙氣比較紊亂。煙道直管段不夠(前直管段達不到2倍直徑),及煙氣紊亂現象,我們不能通過外在條件來改變工況的本質,但是可以利用加裝管道的形式來改善該問題點的存在,所以,這兩點屬于可控制因素。

2、燃煤電廠常用的取樣探頭長度在1.2-1.5m,而60萬機組的煙道尺寸普遍達到

9m*6m,探頭無法到達煙道中間相對穩定的區域,只能取到靠近煙道壁的煙氣。

探頭長度問題,我們可以通過加長取樣管等方式來彌補探頭長度的不足,但是因為是單一取樣,效果有限。所以要達到預期效果,需要增加取樣的點數,所以該問題點也屬于是可控因素。

3、現在大部分的電廠出口均為單點取樣,因煙道內氣體沒有充分混合,任一單獨測點都無代表性,則單一測點安裝在任何位置均無法取到具有代表性的樣氣,

測量結果也就不具代表性。取樣點單一,如果是增加探頭,成本大,故障率高對應的維護量就大,所以增加探頭數量方案不可取,但是可以通過外在條件解決探頭數量問題,所以此項也可列為可控因素。

 

現狀導致的結果

脫硝出口NOx數據與煙囪出口NOx數據不一致

數據偏差如何自圓其說?

?NOX在脫硝后濃度基本不變,SCR出口及煙囪數據普通偏差達到30%。需盡快提出解決辦法!

脫硝效果如何調整?

? NOX,逃逸氨測不準,影響對脫硝噴氨量的控制,造成成過度噴氨或加氨不足,形成惡性循環,影響催化劑壽命。

可能會造成NOX排放超標?

? 二個測量點時高時低,毫無規律,控制不當,極容易出現排放口超標排放。

 

解決辦法

1、我公司結合鍋爐脫硝煙道及煙氣取樣設備實際情況,經過對樣氣不具代表性的原因進行整理分析,由我公司提出方案,經由廣東省電力設

計院論證,上海鍋爐廠審批,得出了一套完整的設計方案,并且已在神華國華惠州熱電廠、神華國華臺山電廠等多家電廠進行改造施工,取得

非常好的改造效果。

2、安裝取樣點的選擇:

在網格取樣的設計中,取樣點依然是重要一環,取樣點應選在煙氣流場穩定的水平(垂直)煙道處,盡量在水平(垂直)煙道的直管段較長位置。通過安裝多根取樣管,匯流后連接到空預器出口煙道上(電除塵入口)形成一個旁路,再在該旁路管道上進行煙氣取樣送CEMS測量。依要求在A、B側出口垂直煙道處,各布置一套網格取樣裝置及相關輔助設施。

方案介紹

A:樣氣采集裝置部分介紹

為了充分的混合取樣煙氣。我們將取樣點在脫硝SCR下方垂直煙道區域內,在垂直煙道上出口的A、B側各設置4根管取樣管,共8根,水平插入垂直煙道,每根管道取4個取樣口,取樣口背向煙氣流向布置,共計32個取樣口,以充分的采集到煙道里面每個區域塊的樣氣,并且通過對樣氣取樣裝置上的開孔大小來控制樣氣的流向與流量,保證能夠取樣均勻的樣氣進入到樣氣匯流裝置部分。

示意圖如下:

 

B:樣氣匯流處理部分

通過煙道內部的樣氣采集裝置,采集到具有代表性的煙氣,并通過4根取樣管匯集到母管內,母管呈5-10度角逐漸向兩側延升。到鍋爐前后墻位置向下延伸至取樣平臺部分,更好的加大了直管段部分的長度,為取樣部分提供了較好的取樣條件。

 

 

尿素熱解氣氣換熱技術

當前現狀

用尿素作為還原劑的SCR煙氣脫硝,其制氨方式分熱解和水解兩種工藝。相比較而言,尿素熱解制氨工藝由于系統簡單、投資成本低、運行穩定、響應速度快、維護量小,越來越多地被電廠采用。

目前尿素熱解熱源大部分采用電加熱器,尿素的分解溫度在350℃以上,因此需消耗一定的電量。一臺300MW機組電加熱功率約500-800KW,年費用約150-200萬左右。

爐內氣氣管式換熱器技術

利用風機自身壓力(≥10KPa),將冷(熱)一次風送達到鍋爐低過(低再)區域,在這些區域布置若干的蛇形管,將冷(熱)一次風加熱后送入尿素熱解爐,為尿素熱解提供熱源。

主要技術要點

利用鍋爐尾部間隙布置,節省爐外布置空間。

加熱后空氣溫度可控制在450~650℃,實現尿素完全分解。

可采用冷(一次/二次)風,解決AIG噴氨格柵管道堵塞問題。

對鍋爐影響小。(煙氣溫度下降2~3℃,煤耗量增加約0.02%

關鍵材料的性能

S31008不銹鋼具有良好的耐高溫性,最高使用溫度1200℃。溫度超過800時才開始軟化,因鎳(Ni)、鉻(Cr)含量高,具有良好耐氧化、耐腐蝕、耐酸堿、耐高溫性能,專用于制造電熱爐管等場合,奧氏體型不銹鋼的化學成分特性是以鉻、鎳為基礎添加鉬、鎢、鈮和鈦等元素,由于其組織為面心立方結構,因而在高溫下有高的強度和蠕變強度。

l  耐高溫性能

受熱面布置在溫度區域600-800℃范圍內,煙氣最高溫度不超過830℃,管壁溫度基本在750℃以內。在材料允許溫度范圍之內。受熱面管在常壓范圍內運行,壁厚3mm,我公司保證受熱面管道的使用壽命在15年以上。

l   磨損性能

 因受熱面管道屬常壓范圍,管壁厚度只需考慮磨損量。與布置在同一區域內的低溫過、再熱器管道相比,因氣氣換熱器采用拉稀布置,煙氣流速只為低溫過、再熱器管道處流速的1/2,故磨損遠遠低于低溫過、再熱器管,使用壽命遠遠大于低溫過、再熱器管道。

序號

項目

氣氣換熱器

電加熱器

1

熱能來源

可采用冷一/二次風,有效防止AIG堵塞。

常規采用熱一/二次風,存在AIG堵塞的風險。如采用冷一/二次風,電耗約1600KW,電耗大幅增加。

2

運行效果

出口溫度600℃,確保尿素完全分解。

出口溫度約600℃,存在尿素分解不完全的現象。

3

負荷適應性

能適應負荷變化。

能適應負荷變化。

4

熱一次阻力

工況阻力約1300Pa,不影響熱解系統正常工作,無需增加任何升壓裝置。

相對于氣氣換熱器,阻力損失相對較小。

5

運行成本

可以忽略。

單臺爐電耗約600KW,年運行成本約150萬元。

 

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