一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐scr脫硝系統(tǒng)空氣預熱器在線清洗方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗方法，其特征在于，將凝結水pH值調(diào)整為8.6—9.3，并加熱至溫度為80—90℃后作為沖洗水對空氣預熱器進行在線清洗，沖洗壓力0.5—1.0Mpa。所述凝結水來自鍋爐熱力系統(tǒng)精處理混床的出口母管。本發(fā)明通過控制沖洗水的溫度和pH值及設定沖洗壓力等參數(shù)，在空氣預熱器低轉(zhuǎn)速運行條件下進行在線清洗，可以有效去除空氣預熱器表面的硫酸氫銨沉積物，緩解其堵塞和腐蝕問題。
【專利說明】—種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器在線清洗方法及裝置
[0001]

【技術領域】
本發(fā)明屬于火力發(fā)電廠燃煤鍋爐煙氣脫硝【技術領域】，具體涉及一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗方法及裝置。
[0002]

【背景技術】
隨著GB 13223-2011《火力發(fā)電廠大氣污染物排放標準》的頒布實施，國家對火力發(fā)電廠燃煤機組氮氧化物的排放濃度有了更嚴格的要求。燃煤電廠必須安裝脫硝系統(tǒng)，才能滿足標準排放的要求。在脫硝工藝中，選擇性催化還原法(SCR)因結構簡單、脫硝效率高、運行可靠、技術較成熟等優(yōu)點在燃煤電廠廣泛應用。但隨著脫硝系統(tǒng)的運行，空氣預熱器(以下簡稱“空預器”)的堵塞和腐蝕問題也不容忽視。
[0003]火力發(fā)電廠的空氣預熱器是鍋爐的重要組成部分，是一種利用煙氣熱量加熱的熱交換設備，位于鍋爐垂直對流煙道的尾部。
[0004]脫硝反應器以NH3為還原劑，將煙氣中的NOx還原為N2,煙氣中存在的少量SO2被脫硝催化劑氧化成S03。在空預器的中/低溫段，SCR出口煙氣中的逃逸氨、SO3和水蒸氣發(fā)生化學反應，生成粘性大、腐蝕性強的硫酸氨和硫酸氫氨，其化學反應方程式如下:
NH3+S03+H20 — NH4HSO4
2NH3+ S03+H20— (NH4)2SO4
為提高脫硝效率，通常控制ΝΗ3/Ν0χ摩爾比> 1，因此，氨逃逸不可避免。SCR脫硝系統(tǒng)布置在省煤器和空預器之間，經(jīng)過空預器的煙氣溫度一般在120?450°C，NH4HSO4的熔點為1470C，沸點為350°C，NH4HSO4在空預器的中低溫段發(fā)生液化，液態(tài)NH4HSO4具有強粘結性和腐蝕性，易粘結灰粒，形成粘、硬的沉積物，引起空預器中溫段和冷段的堵塞和腐蝕，造成運行阻力增加，設備損壞。若不及時采取措施，將會造成引風機壓頭不夠，導致機組停機，經(jīng)濟損失慘重，機組的安全、穩(wěn)定運行存在隱患。目前，由于硫酸氫銨造成的空預器的堵塞和腐蝕問題已經(jīng)成為火電廠常見和亟待解決的問題。
[0005]為解決空預器的堵塞和腐蝕問題，通常采取的方法有:
(1)空預器改造。如將冷端和中間端空預器受熱面材質(zhì)更換為鍍搪瓷材料等方式，來減輕受熱面的腐蝕。但空預器的改造必須利用機組停機檢修機會，時間受限，且費用很高；
(2)蒸汽吹灰和高壓水沖洗。對于運行的SCR系統(tǒng)，由于硫酸氫銨和灰粒形成的粘結物附著在換熱面，表現(xiàn)出的粘、硬特性，僅靠蒸汽吹灰無法有效去除。有資料表明，當氨逃逸濃度和SO3濃度大于2mg/L時，蒸汽吹灰器的效果不佳，需要借助水沖洗方法去除。但高壓水沖洗需利用機組停機的機會才能進行。
[0006]對于運行機組，硫酸氫銨在空預器換熱元件上沉積造成的危害尚未有良好的解決方案。由于燃煤鍋爐入爐煤煤質(zhì)改變和氨逃逸控制不當造成的煙氣中NH3逃逸濃度、SO3濃度及H2O濃度的變化帶來的硫酸氫銨堵塞和腐蝕空預器的問題亟待解決。因此，研發(fā)一種在線水沖洗技術，以有效緩解和解決無停機檢修機會的運行機組空預器堵塞和腐蝕問題，降低由于空預器阻力增大，引風機壓頭不夠而導致的機組停機風險，意義重大。
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明目的在于提供一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗方法及裝置，其不需要過多的設備改造和投資，可以有效解決和緩解硫酸氫銨造成的空預器堵塞和腐蝕問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗方法，其將凝結水pH值調(diào)整為8.6-9.3，并加熱至溫度為80— 90°C后作為沖洗水對空氣預熱器進行在線清洗，沖洗壓力 0.5—1.0 Mpa。
[0009]具體的，所述凝結水來自鍋爐熱力系統(tǒng)精處理混床的出口母管。
[0010]具體的，可以在沖洗水中加入吸附膜型緩蝕劑，吸附膜型緩蝕劑的添加濃度控制在0.1—0.3% (即緩蝕劑在沖洗水中的質(zhì)量百分比濃度為0.1—0.3%)，以緩解和避免空預器的腐蝕。
[0011]在沖洗過程中，控制沖洗水量在50—80t/h ;沖洗時間在1一4小時為宜。
[0012]一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗裝置，其包括凝結水精處理混床，所述凝結水精處理混床的出口母管與來自氨水加藥泵的管路匯集后分為兩個支路，其中一個支路連接低壓加熱器，另一個支路順次連接沖洗水箱、沖洗水泵和空氣預熱器；所述沖洗水箱還與輔汽加熱聯(lián)箱相連接。
[0013]本發(fā)明方法和裝置在空氣預熱器低轉(zhuǎn)速運行條件下進行在線清洗；其創(chuàng)新點在于:利用現(xiàn)有鍋爐熱力系統(tǒng)精處理混床出口母管的凝結水作為沖洗水水源，通過調(diào)整加氨量調(diào)節(jié)沖洗水的pH值在8.6—9.3。根據(jù)季節(jié)不同，凝結水水溫一般在30—55 °C，通過增加沖洗水箱，利用輔汽加熱聯(lián)箱的蒸汽(蒸汽溫度一般在160— 220°C，蒸汽壓力一般在0.6-lMPa)將凝結水加熱至80— 90°C后進行空預器在線清洗。
[0014]本發(fā)明裝置通過增設清洗水箱，利用輔汽加熱聯(lián)箱的蒸汽將凝結水加熱至80—90°C后作為沖洗水水源進行在線清洗，并進一步通過加入緩蝕劑，設定沖洗壓力、流量、時間等條件優(yōu)化清洗方法。其中，可通過調(diào)整加氨量來控制凝結水的pH值范圍，通過加入緩蝕劑提高腐蝕防護效果。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于:
1)在線清洗方法不受時間限制，可以及有效去除空預器換熱元件表面硫酸氫銨沉積物，解決了無停機檢修機會的運行機組空預器堵塞和腐蝕的技術難題；
2)清洗效果良好，可以有效去除硫酸氫銨和飛灰等形成的粘結在空預器表面的沉積物，緩解和解決空預器堵塞問題，降低空預器阻力，大大降低機組停機風險；
3)有效解決由于硫酸氫銨沉積物附著引起的空預器設備腐蝕，降低使用壽命問題；
4)不需要對系統(tǒng)進行較多改造，投資小。
[0016]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為本發(fā)明所述清洗裝置的結構示意圖，圖中，4為凝結水精處理混床；5為氨水加藥泵；6為低壓加熱器；7為輔汽加熱聯(lián)箱；8為沖洗水箱；9為沖洗水泵；10為空氣預熱器。
[0017]

【具體實施方式】
現(xiàn)結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于此。
[0018]試驗例以下試驗目的在于驗證沖洗水對垢的分散效果和緩蝕劑對金屬的腐蝕防護效果。
[0019]I)在實際生產(chǎn)中，試驗發(fā)現(xiàn):空預器換熱元件上的沉積物(沉積物中硫酸氫銨含量約為50 μ g/g)溶于發(fā)電廠所取的凝結水，凝結水pH值為8.85，沉積物溶于凝結水后pH值約為3.14，試驗過程中，觀察到空預器換熱元件表面的沉積物溶于凝結水后立刻由原來的片狀形態(tài)分散為細小顆粒，說明其對沉積物分散性良好，在現(xiàn)場實施本發(fā)明在線清洗方法，可以將粘、硬的沉積物分散為細小顆粒，沖洗干凈，可以很好地解決硫酸氫銨和灰粒的粘結性問題。
[0020]2)在凝結水中加入濃度為0.1%的吸附膜型緩蝕劑，用A3碳鋼進行腐蝕速率的測試試驗。
[0021]試驗條件:溫度90°C，時間:4小時。
[0022]試驗結果:加入緩蝕劑測試的腐蝕速率為0.36g/ (m2.h)，參考DL/T 794-2012《火力發(fā)電廠鍋爐學清洗導則》要求腐蝕速率小于8 g/(m2.h)的要求，說明緩蝕效果優(yōu)秀。
[0023]實施例1
一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗方法，具體為:將凝結水加氨調(diào)至PH值約為8.8，并加熱至溫度約為82°C后作為沖洗水進行在線清洗，沖洗壓力約0.5 Mpa0所述凝結水來自鍋爐熱力系統(tǒng)精處理混床的出口母管。在沖洗水中加入吸附膜型緩蝕劑，緩蝕劑的添加濃度控制在約0.2%。在沖洗過程中，控制沖洗水量約80t/h ;沖洗時間為2小時。
[0024]如圖1所示，一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗裝置，其包括凝結水精處理混床4，所述凝結水精處理混床4的出口母管與來自氨水加藥泵5的管路匯集后分為兩個支路，其中一個支路連接低壓加熱器6，另一個支路順次連接沖洗水箱8、沖洗水泵9和空氣預熱器10 ;所述沖洗水箱8還與輔汽加熱聯(lián)箱7相連接。
[0025]本發(fā)明裝置中:汽輪機低壓缸中的乏汽經(jīng)熱井和凝結水泵進入凝結水精處理混床4，自凝結水精處理混床4出來的凝結水與來自氨水加藥泵5的氨水混合后pH值被調(diào)至約8.8，其中一部分送至低壓加熱器6，另一部分送至沖洗水箱8，被來自輔汽加熱聯(lián)箱7的蒸汽加熱至約82°C后，經(jīng)沖洗水泵9送至空氣預熱器10作為沖洗水對空氣預熱器10進行在線清洗。
[0026]某600MW機組空預器設計壓差為1.3kPa，運行約8個月后，空預器壓差測點顯示值在2.5 — 3.0kPa之間，堵塞嚴重。由于該廠無停機機會，為降低空預器運行阻力，避免由于引風機壓頭不夠?qū)е聶C組停機事故，采用實施例1所述方法和裝置對該廠空預器實施在線清洗。
[0027]實施在洗清洗后，該機組空預器壓差降低至1.2 — 1.5 kPa，壓差減小顯著，說明實施效果良好。
[0028]實施例2
一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗方法，具體為:將凝結水加氨調(diào)整至PH值約為9.2，并加熱至溫度為90°C后作為沖洗水進行在線清洗，沖洗壓力約0.9 Mpa0所述凝結水來自鍋爐熱力系統(tǒng)精處理混床的出口母管。在沖洗水中加入吸附膜型緩蝕劑，緩蝕劑的添加濃度控制在0.1%。在沖洗過程中，控制沖洗水量在55t/h ;沖洗時間為3小時。
[0029]所述火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗裝置參見實施例1o
【權利要求】
1.一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗方法，其特征在于，將凝結水pH值調(diào)整為8.6—9.3，并加熱至溫度為80— 90°C后作為沖洗水對空氣預熱器進行在線清洗，沖洗壓力0.5一1.0 Mpa。
2.如權利要求1所述火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗方法，其特征在于，所述凝結水來自鍋爐熱力系統(tǒng)精處理混床的出口母管。
3.如權利要求1所述火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗方法，其特征在于，在沖洗水中加入吸附膜型緩蝕劑，吸附膜型緩蝕劑的添加濃度控制在0.?-ο.3%。
4.如權利要求1所述火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗方法，其特征在于，控制沖洗水量在50— 80t/h ;沖洗時間1一4小時。
5.一種火力發(fā)電廠燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)空氣預熱器的在線清洗裝置，其特征在于，包括凝結水精處理混床，所述凝結水精處理混床的出口母管與來自氨水加藥泵的管路匯集后分為兩個支路，其中一個支路連接低壓加熱器，另一個支路順次連接沖洗水箱、沖洗水泵和空氣預熱器；所述沖洗水箱還與輔汽加熱聯(lián)箱相連接。
【文檔編號】B08B3/02GK104338704SQ201410471091
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權日:2014年9月16日
【發(fā)明者】吳文龍, 張小霓, 汪永威 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學研究院, 河南恩湃高科集團有限公司