SCR脫硝系統對鍋爐設備的影響
SCR脫硝系統對鍋爐設備的影響
隨著人們環保意識的逐步提高，越來越重視環境污染問題，空氣污染與人們的生活息息相關。燃氣鍋爐設備在運行過程中，其排放的廢氣中含有一定量的NOX，會造成嚴重的空氣污染，甚至導致酸雨的形成。因此，為了有效減少鍋爐設備排放的廢氣造成的污染，就需要增加相應的脫硝裝置，如本文所討論的SCR脫硝系統，從而有效去除廢氣中的NOX，避免對周圍環境造成污染。但是在SCR脫硝系統的實際運行過程中，會對鍋爐設備的正常運行產生不利影響。為了改善鍋爐設備的運行狀態，應采取有針對性的控制措施，為鍋爐設備的正常運行提供安全可靠的保障。
SCR脫硝系統對鍋爐設備的影響
2.1鍋爐效率下降
SCR脫硝系統會降低鍋爐的整體效率，主要表現在以下兩個方面:(1)增加鍋爐的熱損失。鍋爐設備加裝SCR脫硝系統，會導致鍋爐煙道長度有一定的增加，導致換熱面積增加，鍋爐運行時熱損失增加。同時，鍋爐煙道長度的增加會導致排煙溫度降低5℃左右，導致鍋爐工作效率降低。(2)提高空氣預熱器的漏風程度。由于鍋爐設備中增加了脫硝設備，鍋爐在工作過程中存在約1kPa的壓降。為了平衡鍋爐設備的系統壓力，所采取的措施往往是加大進風量，這樣會導致空氣預熱器內部壓力不同程度的降低，導致煙道側和風側的壓差增大，從而導致空氣預熱器漏風程度增大。
2.2空預熱器的影響
SCR脫硝系統設置在空氣預熱器前方，煙氣經過SCR與空氣換熱后進入空氣預熱器的煙側。煙道和脫硝反應器是附加設備。同時，脫硝系統在運行過程中處于負壓狀態，SCR增大系統會增大引風機阻力，也會導致空氣預熱器漏風問題。SCR脫硝系統減少了NOX的生成，也降低了SO2氧化為SO3的速率，通常低于1%。但SCR脫硝系統安裝后，反應器出口煙氣中SO的含量會增加，這也增加了硫酸銨和硫酸氫銨的產量。硫酸氫銨是一種粘性物質，溫度為146-207℃時，硫酸氫銨就會變成粘性液體。在空氣預熱器溫度段的下部，同一冷段的溫度接近此溫度。當含灰分高的鍋爐煙氣流經空氣預熱器時，硫酸氫銨容易附著煙灰，粘附在空氣預熱器的換熱元件上。在較輕的情況下，會導致空氣預熱器換熱效率降低，煙道流動阻力增大。嚴重時，會誘發低溫腐蝕堵塞問題，甚至會因未燃煤粉或油霧沉積而引起空氣預熱器著火。
2.3增加煙道阻力
由于鍋爐設備中加入了脫硝裝置，會造成煙氣流動過程中阻力增大，且鍋爐在工作過程中采用蜂窩催化劑，造成不同程度的灰堵。隨著鍋爐工作時間的不斷增加，積灰問題越來越嚴重，導致引風機功率損失增加，導致廠用電率增加。同時，在通過SCR脫硝系統進行煙氣去除的過程中，流動阻力的增加也會給鍋爐運行帶來不小的安全隱患。
3.降低SCR系統對鍋爐設備影響的措施
3.1 NH3與煙氣混合均勻
最佳的注氨量是保證NOX能充分反應，同時也要保證不會過量注氨導致部分氨逸出。當反應器內煙氣流速和均勻性滿足要求時，可有效保證NOX去除率、氨逸出率和催化劑壽命。在實際工程中，鍋爐廠家為了保證煙道流場的均勻性，通常會安裝煙道分流器或改變吸熱模塊的形狀和材料。在注氨系統中，通常對注氨網格結構進行優化，使氨與氣體混合均勻。
3.2 SCR脫硝反應器進口煙氣流場修改方案
對于超低排放改造加裝的脫硝裝置來說，保證脫硝反應器中催化劑進口段氣速和反應物分布的均勻性是非常重要的。在運行中，由于反應器入口煙氣流場分布不均勻，常引起脫硝效率不達標、氨逃逸率超標、催化劑灰分堆積等問題。通過CFD模擬，在不改變原有煙道導板的情況下，對反應器入口流場進行了重構。改造方案為在煙道底部和反應器入口第一彎道處增加三角形擋灰板和4塊擋灰板，以調節氨噴柵入口煙氣速度分布均勻性，提高飛灰顆粒分布均勻性。CFD流動模擬結果表明，氨噴柵上游0.2m處煙氣速度分布相對標準偏差為9.62%，最高速度為18.40m/s。催化劑入口上方0.2m處煙氣速度分布的相對標準偏差為6.67%，最大速度為5.23m/s。進一步研究表明，在非均勻注氨優化設計方案下，催化劑進口上方0.2m處氨濃度分布CV(相對標準偏差)為4.04%。
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