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脱硝技术详解:SCR脱硝吹灰器的选型分析、设计要点

发布者:河北诚誉环境工程有限公司发表时间:2018-04-25

  脱硝吹灰作为脱硝工艺中的重要一环,对脱硝体系的正常运转有着保驾护航的重要作用。笔者通过做甲方,乙方的不同视点,对吹灰器选型做出剖析,并亮出自己的一些见地和观念。本文旨在抛砖引玉,期望与广阔规划院,工程公司,电厂用户的技能人员商讨,一起讨论,以期找到更好,更优化的的SCR脱硝器清灰办法、计划。

  1、SCR脱硝工艺的清灰需求
  SCR即选择性催化还原法,具有对炉膛影响小、脱硝效率高、氨逃逸率低一级长处,是现在干流地位的烟气脱硝技能之一。在电力职业,特别是煤粉炉上得到了广泛使用,今后也会在CFB上得到广泛的推广,也是现在用于固定源 NOx 管理的一种最好的脱硝工艺。由于 SCR 脱硝反应器一般布置在电除尘器之前,因此烟气中的飞灰含量是比较高的。对SCR 脱硝反应器积灰的铲除,国外欧美等发达国家已普遍选用声波清灰技能,近年来,我国的脱硝项目也开端选用声波清灰这一先进技能,取得了理想的作用。
  SCR 脱硝反应器吹灰器可用于反应器进出口及催化剂外表或内部钢构件外表积灰的铲除,延伸 SCR 中催化剂活性和使用寿数,一起下降体系中压力阻力,铲除飞灰过火动摇对后续除尘器的影响,并可削减每年用于修理的人力及材料费用,缩短出产罢工周期,以及延伸锅炉运转周期等。
  2、SCR脱硝工艺清灰工艺剖析
  当时干流的SCR脱硝清灰工艺为声波清灰器、蒸汽吹灰器和声波+蒸汽吹灰器三种。现在针对中小型锅炉以声波清灰器清灰工艺为主,200MW以上机组大部分声波+蒸汽吹灰器,一些特别性的职业,比方玻璃炉窑烟气中的灰粘性较大的,只选用蒸汽吹灰器。

  下面就这三种工艺的的优缺点剖析如下表:

  综上剖析,以上三种吹灰工艺均有其长处和缺乏之处,一般要依据锅炉的炉型,燃烧的煤种,SCR反应器的尺度巨细,烟气流速、烟气含尘量等要素归纳考量,断定合适当时工艺特色的吹灰工艺。
  2.1关于200MW及以上机组,反应器尺度比较大,主张选用声波+蒸汽吹灰器。运转时以声波为主,蒸汽吹灰器能够每天运转一次,以保护催化剂,延伸催化剂使用寿数。
  特别要阐明的是:必定要清晰以哪个吹灰器为主运转设备,有些规划人员,由于有蒸汽吹灰器,规划的声波吹灰器数量较少,在实践运转中,不得不加强蒸汽吹灰器的运转次数。这样的结果是即没有节约设备出资费用,也无法保证尽可能的削减吹损,保证催化剂的寿数。
  2.2关于200MW以下机组,其反应器比较小,主张选用声波清灰器即可。但要留意设备的选型和数量以及装置方位。下面部分会有具体论说。
  2.3关于一些特别的炉型或许工艺,灰分粘性很大,比方玻璃炉窑,比方一些燃烧特别材料的垃圾燃烧,生物质燃烧的炉型。主张选用蒸汽吹灰器为主,由于粘性灰是声波吹灰器的缺点,关于粘性大的灰,声波吹灰器简直没有什么作用。这种状况下,只能献身一下催化剂寿数作为价值。
  留意:即使如此,也不主张选用燃气激波吹灰器,由于燃气激波吹灰器,吹灰具有十分显着的方向性,对指定固定点的催化剂进行重复大能量冲击,对催化剂有致命的破坏性。能够考虑笔者近年研制的喷口可旋转、激波能量可调理的可调理旋转空气激波吹灰器。在这里暂不做论说,今后会撰文专题解析关于特别职业,特别工况粘性灰的SCR反应器吹灰。
  3、声波清灰器的选型剖析
  3.1 关于声波清灰器设备的正名:吹灰器的这个称号来自于蒸汽吹灰器,蒸汽吹灰器确实是使用蒸汽的能量,进行射流,喷吹的,所以“吹”字,恰如其分。而声波吹灰器和蒸汽吹灰器的用处是相同的,声波吹灰器的称号就沿用蒸汽吹灰器的姓名而来。而实践上声波除灰的原理与射流喷吹彻底不同,它使用的是声波的轰动,带动灰的轰动,然后随烟气的流速和重力作用,随烟气带走,达到除灰的意图。所以我在这里主张,声波吹灰器的姓名,应改为“声波清灰器”或许“声波除灰器”更妥。避免用户的误读。

  3.2当时干流的声波清灰器类型有:膜片式声波清灰器、旋笛式声波清灰器、共振腔型声波吹灰器。比照剖析如下表:

  3.3 SCR反应器声波清灰器选型剖析:
  反应器积灰特色:1)SCR脱硝反应器规划烟气流速3-5m/S,比惯例竖井烟道里边的烟气流速要慢,所以灰的堆积也要较快。2)催化剂的方法有蜂窝状和板式催化剂两种。相关于烟道里边其他受热面,比方过热器,省煤器,空预器相对而言,所占空间份额要大,也就是烟气流转的空间小,该结构也相对容易发生积灰。
  通过以上能够了解SCR反应器内烟气积灰堆积相对较快,而声波是需求在进程中清灰的设备,所以清灰的频率(次数)较高。在这种工况下,主张选用膜片式声波清灰器。
  现在改善后的膜片式声波清灰器,频率低,灰振幅大,清灰作用好。由于膜片式的只需求操控进气电磁阀即可,能够随时起停,操控灵敏便利。而旋笛式功率尽管比较大,可是由于它是靠电机驱动转子切开空气的,不合适频频的启罢工况。假如依照现在常用脱硝清灰的运转方法,每十分钟清灰十秒钟,旋笛吹灰器频频启停,故障率会比较高。共振腔式声波清灰器尽管有其装置便利,免保护的长处,可是一般频率较高,清灰作用不太理想,在这里不做要点引荐类型。
  4、声波清灰器在SCR反应器统规划要点
  4.1关于声波清灰器的有用规模
  4.1.1声波清灰器的有用规模,每个厂家阐明书材料上各不相同。有些厂家供给有用长度L≤15m,直径D≤6m,有些L≤10m,直径D≤4m。各不相同。从理论上讲,这样的有用规模也是正常的。可是在工程规划上,彻底按这样的理论的有用规模规划,是不能满意工程需求的。
  4.1.2有些厂家宣扬声波没有方向性,是球状传播的。可是从实践来说声波喇叭往正前方有用间隔就比较大,笔直方向有用间隔就比较短。阐明声波仍是有方向性的。
  4.1.3一起实践证明声波带来的振荡能量随着间隔是衰减很快的。有清灰作用和能满意工程需求的清灰才能要区分开来,不能直接套用有清灰作用作为规划依据,
  4.1.4应该以项目环境需求的清灰才能为准。以用户实践的工程使用经历为参阅,并考虑必定的裕量。
  4.2关于声波清灰器的装置方位和数量规划。
  4.2.1声波吹灰器的装置一般设在催化剂上面,喇叭下口间隔催化剂100-200mm(或许喇叭中心线间隔催化剂上外表50mm左右)。规划进程中要充沛归纳考虑钢梁、人孔等附属设备的规划方位,尽量避免与其他结构方位发生冲突。
  4.2.2声波吹灰器的数量要参照4.1充沛考虑实践的有用清灰空间规划。不宜按理论值规划。
  4.2.3声波吹灰器的装置方位,要充沛考虑声波具有方向性的特性,选定装置方位。以保证相同数量的清灰器,最大最优的清灰作用。
  4.2.4声波与蒸汽吹灰器混装的状况,要充沛考虑两者的装置方位及设备特性,不发生冲突。
  4.3关于声波清灰器开孔的巨细规划
  现在大多数声波吹灰器厂家都对设备进行了晋级,喇叭巨细一般在350-500mm之间。这样就有两种开孔方法:1)开孔按喇叭巨细及套筒巨细开孔,这样开孔就需求约400-550mm,这样整个喇叭能够做到与反应器墙齐平。2)开孔较小,比方开?219的孔,这样就需求从人孔将喇叭运进去,从里往外伸出喇叭,再与发生器衔接。这种状况喇叭需求伸进反应器一段。
  由于第二种方法会有喇叭后方及旁边面的盲区。所以主张在现场答应的状况下,选用第一种方法开孔。
  4.4关于声波清灰器气源及管道的规划
  声波清灰器的清灰作用与空气压力和流量联系十分大,所以主张气源压力和流量尽量从规划视点给予优化。比方气源压力尽量大一点,储气罐尽量离吹灰器现场近一些,吹灰器的主管道尽量粗一些。
  压缩空气压力尽量操控在0.5-0.6Mpa之间(用气点),太低了影响作用。可是0.7Mpa以上的压力也会缩短膜片的寿数。适中为好。
  4.5关于声波清灰器运转方法规划及操控体系规划
  声波清灰器的操控比较简略,只需求操控进气电磁阀的开闭即可。一般需求设定每台清灰器的发动时刻和间隔时刻,以及多台声波吹灰器的吹灰次序。由于如3.3所述,脱硝的吹灰是进程清灰,主张间隔时刻要短,频非必须多。而运转时刻要短,10S足以。主张初始值设定为10min一次,一次10s,现场能够依据运转状况,调整间隔时刻。
  有些厂家主张两台一起发动,乃至多台一起发动。从理论上讲,多台一起发动应该是有更好的清灰作用。可是从工程实践来看,往往大部分用户现场气源缺乏,多台一起发动,各吹灰器之间往往会出现争光源现象,反而作用不好。所以多台之间的运转方法,仍是要量体裁衣,在气源不特别充足的状况下,仍是主张单台依次运转为好。
  声波吹灰器的操控体系有三种,一种是就地设电控箱,第二种是直接主体系的DCS操控,第三种是就地操控箱留DCS接口,就地和长途一起操控。主张选用第二种,优化过的电磁阀预留手动旋钮,调试进程不需求接电即可完成就地调试,这样规划体系更简略有用,保护量更小。
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