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聲波吹灰器在SCR脫硝中的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)性分析

更新時間:2019-11-19   點(diǎn)擊次數(shù):3055次

    隨著我國環(huán)保進(jìn)程的進(jìn)一步深入,脫硝已經(jīng)是火力發(fā)電廠必須要做的工作之一,選擇性催化還原反應(yīng)系統(tǒng)(Selective Catalyst Reduction 簡稱SCR)以其脫硝效率高,不影響鍋爐效率的優(yōu)點(diǎn)成為電廠脫硝項目的技術(shù)良好選擇,得到了越來越廣泛的應(yīng)用。我國的燃煤電廠煙氣中普遍灰分較高,嚴(yán)重影響了SCR系統(tǒng)催化劑活性和壽命,所以吹灰器就成了SCR系統(tǒng)的必要設(shè)備。根據(jù)SCR反應(yīng)器內(nèi)的煙氣工況和催化劑性質(zhì),目前普遍應(yīng)用的是聲波和蒸汽另種吹灰技術(shù),本文將對兩種吹灰器在SCR系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行較為詳細(xì)的比較和分析。

    工作原理比較

聲波吹灰器(膜片式)是利用金屬膜片在壓縮空氣的作用下產(chǎn)生聲波,高強(qiáng)度聲波對積灰產(chǎn)生高加速度剝離作用和振動疲勞破碎作用,積灰產(chǎn)生松動而落下。

蒸汽吹灰器是利用高壓蒸汽的射流沖擊力清除設(shè)備表面上的積灰。

聲波吹灰技術(shù)是利用聲波發(fā)聲器,把調(diào)制高壓氣流而產(chǎn)生的強(qiáng)生波饋入反應(yīng)器空間內(nèi)。由于聲波的傳播和空氣質(zhì)點(diǎn)高速周期性震蕩可以使表面上的灰垢微粒脫離催化劑,而處于懸浮狀態(tài),以便隨煙氣流帶走。聲波吹灰的機(jī)理是“波及”,吹灰器輸出能量的載體是“聲波”,通過聲場與催化劑表面的積灰進(jìn)行能量交換,從而達(dá)到清除灰渣的效果,作用力為交流量。而傳統(tǒng)的高壓蒸汽吹灰器是“觸及”的方法,輸出的能量載體是“蒸汽射流”,靠“蒸汽射流”的動量直接打擊催化劑表面上的灰塵,使之脫落,作用力為“直流”量。就直流與交流對比而言,交變的作用力應(yīng)更容易使灰渣脫落。

在SCR應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)比較

聲波吹灰器使預(yù)防性的吹灰方式,阻止灰粉在催化劑表面形成堆積,而蒸汽吹灰器是待灰塵形成一定的厚度以后,再進(jìn)行吹掃清除。聲波吹灰器能夠保持催化劑的連續(xù)清潔,大限度的利用催化劑對脫硝反應(yīng)器的催化活性。

  經(jīng)過實(shí)驗和現(xiàn)場測試證明聲波吹灰器對催化劑沒有任何的毒副作用,蒸汽吹灰方式由于濕度的影響,長期的運(yùn)行對催化劑的失效影響很大,有對催化劑發(fā)生腐蝕和堵塞的危險。

  聲波吹灰器對催化劑沒有磨損,延長催化劑使用壽命,是非接觸是的清灰方式,降低SCR的維護(hù)成本。而蒸汽吹灰方式依靠機(jī)械的蒸汽沖擊力來實(shí)現(xiàn)清灰,高速的蒸汽流夾雜著粉塵,對催化劑的表面磨損非常厲害,導(dǎo)致催化劑的使用壽命縮短,維護(hù)成本變高。

  聲波吹灰器不存在清灰死角問題。聲波吹灰器由于是依靠非接觸式的聲波,實(shí)現(xiàn)灰塵從結(jié)構(gòu)表面脫落而被煙氣帶走,聲波在結(jié)構(gòu)的表面能來回的反射和衍射,從而不存在死角,清灰非常*。而蒸汽吹灰方式依靠的是機(jī)械的蒸汽的沖擊力來實(shí)現(xiàn)清灰,在蒸汽流的末端,蒸汽的沖擊力衰減大,吹灰效果很差,導(dǎo)致局部積灰嚴(yán)重,存在清灰死角。

經(jīng)濟(jì)性分析

以一期兩臺1000MW機(jī)組SCR項目為例,對SCR吹灰器進(jìn)行設(shè)備,安裝,運(yùn)行,維護(hù)等費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性比較。工程共2臺鍋爐,每臺鍋爐設(shè)2臺SCR反應(yīng)器,催化劑3層,兩用一備。SCR反應(yīng)器18000*12000,按照吹灰器在18000側(cè)設(shè)計。

投資成本,6臺聲波清灰器/催化層;不需要特殊工作平臺,附屬設(shè)備包括電磁閥,球閥和空氣過濾器,空氣調(diào)壓閥等。若電廠壓縮空氣余量不足,需加裝1.1m³空氣儲罐。 4臺蒸汽吹灰器/催化層,附屬設(shè)備包括蒸汽減壓閥,蒸汽流量閥,蒸汽管道等,需要超寬的鋼結(jié)構(gòu)檢修平臺。

安裝成本,需要安裝直徑為50mm的壓縮空氣氣管(主管)。聲波清灰器很輕便,可以通過安裝法蘭很輕易地安裝在SCR上,并僅僅伸出設(shè)備0.7嗎(插入式安裝)。蒸汽吹灰器需要很粗的帶保溫層的高壓蒸汽管,蒸汽吹灰器需要用起重機(jī)吊裝,SCR壁內(nèi)外有很多管道備件需要安裝,它伸出設(shè)備與3m。

運(yùn)行成本,每支喇叭運(yùn)行頻率每10分鐘吹10秒鐘,耗氣量19-38L/s。共計57477元。蒸汽吹灰器一般運(yùn)行頻率為每24小時運(yùn)行3次,每次吹掃10分鐘,共計2845248元。

聲波吹灰器在中國SCR項目的應(yīng)用實(shí)例

江蘇國華太倉發(fā)電有限責(zé)任公司2*600MW機(jī)組煙氣脫硝環(huán)保工程,工程總包單位為江蘇蘇源環(huán)保工程有限公司,采用日立造船波紋式催化劑,每臺鍋爐配兩個SCR反應(yīng)器,反應(yīng)器尺寸15m*10m,催化劑三層,兩用一備,每臺反應(yīng)器裝設(shè)9臺聲波吹灰器,首層5臺,第二層4臺。反應(yīng)器高塵布置,在省煤器和空預(yù)器之間,煙氣溫度310-400℃,煙氣含塵量10-36mg/m³,煙氣平均流速5-6m/s,遠(yuǎn)離進(jìn)出口的轉(zhuǎn)角處流速僅2m/s。灰分中CaO含量偏高,高達(dá)28%。機(jī)組2005年12月份投運(yùn),SCR運(yùn)行差壓一直維持在200Pa左右,2006年4月底SCR反應(yīng)器離線內(nèi)部檢查,催化劑非常干凈,反應(yīng)器內(nèi)任何一邊都滅有積灰現(xiàn)象。

SCR反應(yīng)器內(nèi)的煙氣溫度為280-zui420℃,煙氣干燥,灰分不會發(fā)生板結(jié),經(jīng)過數(shù)年的運(yùn)行經(jīng)驗,聲波吹灰器完夠滿足SCR反應(yīng)器的吹灰需要。無論從安全性,可靠性的角度,還是從節(jié)能,設(shè)備投資成本,運(yùn)行成本,維護(hù)成本等方面考慮,聲波吹灰都是SCR系統(tǒng)適合的吹灰技術(shù)。


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