SNCR脱销系统投运对锅炉冷灰斗安全运行的影响及分析

SNCR脱销系统投运对锅炉冷灰斗安全运行的影响及分析

张战峰

陕西黄陵煤化工有限责任公司   727307

摘要：自从煤化工公司SNCR的锅炉三台投入运行以来，冷灰斗结垢堵塞比以往任何时候都严重，严重威胁着锅炉的的安全运行。本文对1号锅炉空预器结垢的机理进行了研究和分析。同时，参考了锅炉的运行负荷、碳酸钙离子产物和硫酸钙离子产物的变化，以及总层流水含量和总层流尿素含量的变化。结果表明，当SNCR工作水进入炉膛，CACO3和CASO4生成。此外，CACO3和CASO4的在冷灰斗部位、水系统上。随着尿素喷入溶液中含水量的增加，生产趋势增加。结论是必须通脱硝将稀释水保持在最低水平。

关键词：SNCR；冷灰斗结垢；灰渣水稳定性

煤化工公司SNCR技术用于的三台锅炉，并在一定条件下直接将氨液喷雾注入锅炉，

以减少燃烧过程中的氮氧化物排放。同时，副作用也存在一些，比以前冷灰斗增加结垢更严重，但这方面的研究经验很少。因此，提前讨论堵塞和灰渣水定性的影响，并得出了相应的结论。

一、SNCR运行对冷灰斗结垢的影响

1.垢样说明。样品取自冷灰斗的底层和锅炉1号。为灰白色、致密、层状固体。

2.性质。物相样品经华北电科院进行了分析，主要成分为CaSO4，Ca(SO4)(H2O)2。CaSO4性质：难溶于水、正交或单斜晶系晶体。性质Ca(SO4)(H2O)2：单斜、板、柱状、致密块、片、土状。因此，由于在冷喷嘴冷灰斗底部形成CaSO4，Ca(SO4)(H2O)2，死冷灰斗。随着工作时间的增加，CaSO4，Ca(SO4)(H2O)2的形成增加，因此其被堵塞。

3.CASO4和Ca（SO4）（H2O）2晶体的形成机理。在炉膛喷洒尿素溶液以减少氮氧化物，同时进行脱硫过程。目前，焦点是尿素溶液在液滴蒸发结束时进入熔炉的时间。在整个过程中，水蒸发成水滴。当水蒸发时，水滴中的固体含量增加，形成与烟雾分离的颗粒。Caso4（固体）与冷灰斗底层水的反应：Caso4+H2O→Ca（SO4）（H2O）2板结，致密的块状固体。随着燃烧的继续，煤尘中的硫含量转化为90%的SO2，因此呼叫机制主要参与CASO4的生产。当锅炉燃烧时，煤尘中含有水，当吹出烟灰时，炉膛也有水，但液相水不会进入炉膛，水在1000℃左右的高温窑内不会燃烧。当尿素溶液被引入炉膛时，窑内伴随着液相水，尽管粉碎的液滴很快蒸发，但在这个短过程中会产生Caso4。煤粉燃烧也会产生Caso4，它会与SO2（气体）+CaO+1/2O2→CaSO4,但氨注入工艺无疑提供了生产Caso4的另一种重要方法。结论：SNCR的工作水进入炉膛时，预计SO2气体会与燃烧过程中产生的游离CaO反应生成Ca（SO4）（H2O）2和Ca（SO4，这两种物质容易结晶并形成致密的层状硬石灰，有利于堵塞。根据脱氮机理，H2O不作为试剂参与反应，而是出现在发生器位置。因此，有必要在确保脱氮效果的同时减少稀释水的流量。此外，提高雾化效果可以使尿素滴的大小和分布更加均匀，减少滴的蒸发时间，并减少滴中产生的Caso4的量。

三、SNCR运行对灰渣水稳定性的影响

1.实验原理。基于先前对主要成分为CaCO3（88%）的渣水系统冷灰斗垢样分析和对主要成分CaSO4的冷灰斗垢样的最新研究，本实验主要研究了渣水系统中CaCO3和CaSO4的结构趋势。在测试过程中，炉煤配比没有显著变化，补水和水分损失失稳定。因此，这两个因素被认为是恒定的，不会影响实验数据。

2.实验方案。从1#炉取样，测量氨含量、硬度、Ca2+、pH值、总碱度、酚碱度、SO42，根据溶解度规律研究氨喷雾量的变化对渣稳定性的影响。

3.数据处理。据处理原理根据溶解度积规则处理实验数据，难溶电解多相离子平衡：

其反应商J表达式可写作：

根据平衡运动原理，将J与KSP进行比较，可以得出J＞KSP向左移动以平衡，沉积离开溶液；J=Ksp，溶液为饱和溶液，保持溶液离子和沉淀之间的平衡；J

四、SNCR脱硝系统对CFB锅炉运行的影响分析

锅炉的加热效率是燃料所提供的实际热量的比率。现代大型锅炉的通常在80至90%之间热效率。为避免热效率锅炉率下降，减少锅炉所有部件的热量损失至关重要。特别是烟气排放造成的热损失和机器燃烧造成的不完全损失。研究表明，锅炉热效率SNCR脱氮系统对影响与烟气热损失排放有关。SNCR技术是一种环境工业烟气脱氮的商业技术。含有CO（NH2）2、液体NH3或NH3的胺。还原剂H2O用作以将NOx烟气还原成N2和H2O。根据《危险货物分类》（GB 12268-90），液态NH3属于危险货物类别。当氨蒸气和空气的混合物蒸发时，NH3 H2O的爆炸浓度被限制在16-25%。高温(超过93 C)会引起爆炸危险，它必须存放在特殊的通风仓库中。还应避免热源和火灾，并将设备保持在地面上。因此，COs (NH2) 2和NH3 H2O经常用于SNCR氮系统。

同时，锅炉负荷过程中碳酸钙和硫酸钙离子的积累仅取决于一个因素。这两个因素的变化规律是一致的，并且随着稀氨水溶液中含水量的变化有一个更明显的变化模式：氨水溶液中的含水量对碳酸钙离子和硫酸钙的变化影响最大。碳酸钙和硫酸钙离子的体积随着尿素溶液中含水量的增加而增加，也就是说，结构趋势随着炉内内氨水溶液中的含水量增加而增加。因此，有必要在确保脱硝效果的同时减少稀释水的流量。因此，降低稀释水的水平并提供脱硝效果可以减少冷灰斗结垢和灰渣水系统结构。

参考文献：

［1］冯庭昌.锅炉原理及计算［M］.第三版.北京：科学出版社，2020.

［2］宋维炬，等.300 MW亚临界锅炉NOx排放量和机组经济性的综合治理［J］.东北电力技术，2019(3)：20.

［3］杨凯凤，等.SNCR脱硝装置对CFB锅炉运行的影响研究［J］.中国电力，2019(4)：24.