2.2SCR脱硝系统改造
脱硝工艺采用SCR法,还原剂为气氨,纯氨(99.6%(wt))。催化剂按增加备用层设置,NOx(以NO2计)脱除效率不小于87.5%,使用寿命不小于24000h。
脱硝系统设计时按入口烟气中NO(x以NO2计)含量400mg/Nm3,三层催化剂脱硝效率不小于87.5%,(催化剂寿命内,氨气消耗量不大于72.73×3kg/h),脱硝后烟气中NOx(干态O2=6%,以NO2计)含量小于50mg/Nm3(干态O2=6%,以NO2计)[3]。对锅炉SCR反应器存在的流场不均问题,进行流场数值模拟,优化导流和气流分布设施,避免发生催化剂局部磨损。脱硝系统应能在烟气温度在300~420℃之间的任何负荷下长期稳定达标运行,并能适应锅炉的负荷变化和锅炉启停次数的要求。吹灰系统利用业主方目前已有的蒸汽吹灰器。
2.3除尘系统改造
布袋除尘器本体更换现有旁路阀为零泄漏旁路阀,保证烟尘的去除效果。三台布袋除尘器入口烟道(三通、挡板门及导流板)进行扩径改造。对引风机增压后布袋除尘器及烟道的强度进行校核,如强度不足须进行加固。
2.4石灰石-石膏法脱硫及一体化除尘改造
脱硫塔改造增高2m,烟道也增高2m,根据烟道的走向优先在垂直段增高。采取有效措施保证高脱硫效率和出口SO2排放浓度、烟气携带雾滴含量、吸收塔出口颗粒物(含石膏浆液)含量达到排放要求。
增加持液盘提高脱硫效率,现有脱硫塔内除雾器更换为管束式除尘除雾装置,脱硫塔入口SO2浓度为1956mg/Nm3(标干,6%O2),入口烟尘浓度为30mg/Nm3(标干,6%O2),吸收塔喷淋层运行任意三层的条件下,SO2脱除率不小于98.21%,烟尘脱除率不小于71.4%,吸收塔出口二氧化硫浓度<35mg/Nm3,颗粒物(含石膏)含量低于5mg/Nm3(标态、干基、6%O2)。
脱硫装置能在锅炉最大连续蒸发量工况烟气温度不高于原有装置最高允许温度以下安全连续运行。吸收塔烟气入口与第一层喷淋层之间设置持液盘,持液盘厚度不低于3mm。
管束式除尘除雾器安装在吸收塔顶部最后一层喷淋层的上部。烟气穿过喷淋层后,再连续流经管束式除尘除雾器除去所含浆液雾滴。管束式除尘除雾器布置有冲洗喷嘴。
在脱硫塔入口烟气粉尘含量小于30mg/Nm3的情况下,烟气通过管束式除尘除雾器后,烟气粉尘含量低于5mg/Nm3。管束式除尘除雾器冲洗系统间断运行,采用自动控制和手动控制两种方式,保证管束式除尘除雾器无结垢。
吸收塔新增内件应按照浆液运行最大氯离子浓度为20000mg/L考虑。可能与腐蚀浆液接触的新增设备及材料按能承受40000mg/L的氯离子浓度性能进行设计。
2.5引风机改造
将引风机的全压由原来的7620Pa增加至8700Pa(催化剂增加200Pa,托盘增加450Pa,除雾器增加100Pa,其他增加约200Pa),同时,由于引风机风压提升,还需将1800kW电机更换为2000kW的电机。
2.6仪表改造
锅炉低氮燃烧器增加电动执行器及所需增加的DCS卡件及组态。新增DCS卡件所需电源由原有DCS供电系统提供。电动执行机构电源380VAC。电动模拟标准信号4~20mADC两线制、三线制。更换脱硝以及脱硫出口CEMS系统,并在脱硫出口设置矩阵式流量计、湿度计及抽取式粉尘仪,脱硫入口增设湿度计用于各炉烟气排放量稳定测量,更换脱硝出口氨逃逸分析仪。
3改造后调整试验
3.1炉内空气动力场烟花示踪
冷态一次风、二次风调平后,分别在上、中、下三层一次风喷口从上至下依次燃放烟花。由试验人员在炉顶正上方屏区拍摄影像,上、中、下3层一次风4角喷口的气流均很正常,不存在明显偏斜及刷墙现象,且气流切圆均在炉膛中心、切圆直径大小较为合理。
3.2热态试验调整方向及重心
锅炉启动后,经过调整,在仅启用1层SOFA风的情况下,该炉SCR进口NOx浓度即可保持在较低水平,且SCR喷氨流量已明显低于改造前。由此可见,改造后燃烧系统对于控制炉内NOx的生成起到了较为明显的作用。同时,不同负荷下主燃烧器区域的着火状况优良,一次风煤粉气流存在着火过早的趋势。热态燃烧调整试验的主要方向及重心为:
控制飞灰含碳量、缓解炉内4角喷口挂焦现象、保持两侧烟温及汽温的均匀[4]。
3.3SOFA风投运层数
经过前期试验的调整,在运行氧量调整的配合下,仅启用1层SOFA风(共3层、上层SOFA风全开、其余两层保留适当的冷却风),即可将SCR进口NOx浓度控制至设计保证值以内(75%~100%负荷低于300mg/Nm3、75%以下负荷低于350mg/Nm3)。
为保证炉内主燃烧器区域燃烧良好,在正常负荷范围(50%~100%)内,仅投运上层SOFA风即可。但是,当SCR进口NOx短时间过高或为满足低负荷稳燃需要,亦可开启2层SOFA风或将所有SOFA风全关。
3.4SOFA风上下摆角
试验调整发现,SOFA上下摆角对过热汽温度有较好的调节作用(上倾汽温高、下倾汽温低),而SOFA上倾时还将对降低SCR进口NOx浓度有一定效果。数据表明:中低负荷运行时,SOFA风喷口处于最大上倾位置时,可保证较高的过热汽温与较低的SCR进口NOx浓度;高负荷运行时,则可根据过热汽温、减温水量、NOx浓度及排烟温度的高低,进行自由调节,保持在水平或最大上倾位置。
3.5运行氧量
试验调整发现,运行氧量的变化对SCR进口NOx浓度影响较大。对于运行氧量的确定主要依据两个因素:SCR进口NOx浓度、飞灰含碳量,原则上保证各负荷SCR进口NOx浓度维持在设计保证值附近,尽量提高运行氧量,以保证较低的飞灰含碳量。数据表明:中高负荷运行时,运行氧量应维持在2.5%左右,低负荷运行时,运行氧量应维持在3.5%左右,SCR进口NOx浓度可维持在设计保证值附近,且对炉内燃烧的影响相对较小[5]。