淺談沙特拉比格電除塵注氨應用

摘 要：沙特拉比格2*660MW電站，爐燃用沙特380CST重油，其含硫量高達3.7%wt，釩量也高達200ppm。由于該重油高硫、高釩的特性，易產生高溫腐蝕和低溫腐蝕，為解決腐蝕問題，沙特拉比格工程引進燃油添加劑、電除塵前煙道注氨和海水脫硫系統。針對沙特拉比格電除塵前煙道注氨，其注氨對電除塵影響進行了研究和探索。

關鍵詞：重油；腐蝕；電除塵；注氨

中圖分類號：X701.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 22-0000-01

一、電除塵和注氨系統簡介

（一）電除塵

沙特拉比格工程選用靜電除塵器，雙室三電場，一臺機組共兩臺靜電除塵器。沙特拉比格工程燃用380CTS重油產生煙氣中SO3含量較高（20-40ppm），設計理論酸露點為136℃，空預器出口煙溫161℃。由于電除塵體積大，煙氣溫度場存在不均勻性，同時考慮到鍋爐低負荷運行時排煙溫度低，為避免在電除塵內發生酸腐蝕，該工程在電除塵前煙道引入了注氨系統來中和煙氣中的SO3。然而注氨后產生新的硫酸銨和硫酸氫銨粉塵，增加了產灰量，同時產生的銨鹽粉塵極細，粒徑在0.1-0.3μm，在電除塵內易造成電暈閉塞現象。電除塵合適的電極和極距選型，能夠有效避免電暈閉塞現象，該工程電除塵采用一電場同極距為300mm及芒刺線極線，二、三電場同極距為400mm及螺旋線極線。其電除塵性能保證值為：除塵效率大于91%，顆粒排放小于25mg/m3。

（二）注氨系統

沙特拉比格電站引入注氨系統目的就是為了中和煙氣中SO3從而避免電除塵、煙道和塵后設備的腐蝕，該工程注氨系統主要包括儲氨罐、卸氨系統、蒸發器、稀釋風機和噴氨系統。

1.儲氨罐和卸氨系統

本工程設計2臺98m3液氨罐，水平布置，可儲存101.62t液氨，配套2臺卸氨空壓機。為了氨站安全運行，氨站設計了噴淋裝置，當氨罐、卸氨、蒸發器區域出現氨泄漏情況或氨罐溫度達到48℃將激活噴淋裝置。值得注意的是，卸氨整個系統是封閉的。由于氨易揮發，為是氨罐內壓力平衡，在氨罐頂部有一進氨口，同時還有一個出氣口，此出氣口也連到氨車上。也就是在卸氨過程中，通過泵把液氨達到液氨罐內，罐內壓力會升高，而氨罐頂部部分氨氣從氨罐頂部排出進入罐車，形成循環。

2.蒸發器

首先需要把液態氨全部轉化為氣態，本工程設計了2臺蒸發器，一備一用。通過電加熱，把蒸發器內的水加熱至70-80℃，通過熱水的熱量將液氨氣化，水位要控制在91%以上。蒸發器后設有一臺穩壓閥，其作用將供氨壓力控制在一定范圍之內。

3.稀釋風機

由于氨和空氣混合后，存在爆炸極限，氨和空氣混合高溫下爆炸后生成氮氣。為避免氨氣達到爆炸極限，在氨注入煙道前必須進行30倍稀釋。每臺鍋爐安裝了一臺稀釋風機，將氨氣稀釋，稀釋后氨氣加熱溫度控制的和煙氣溫度差不多即可。

4.噴氨系統

在電除塵入口煙道上各設置一個噴氨點，注入點離電除塵入口有一定距離，確保SO3和NH3足夠的時間反應（反應時間1.5-2s）。在煙道內橫截面上均勻布置16個噴射口，在離噴射口400mm處安裝了混合器，使噴入的氨均勻的和煙氣混合，使NH3和SO3可以充分反應。

二、電除塵系統調試

沙特拉比格工程電除塵通過設定變壓器二次電流來調節變壓器工作的，當工作電流未達到設定值時，變壓器將提高電壓、電流，當電場出現火花、閃絡時，電壓、電流下降，變壓器將再次提升電壓、電流，直到到穩定的設定電流。電除塵初設值為一電場900mA，電場1200mA，三電場為1400mA，注氨時性能值能夠滿足設計值，但電場閃絡頻繁，尤其是一、二電場出現電暈閉塞現象。而不注氨時，變壓器電壓電流運行穩定，但是性能值達不到設計值，為此我們針對電除塵進行如下調整使電除塵性能達到最佳。

（一）電除塵注氨情況下電除塵的調節：

（二）考慮到取消注氨，我們對電除塵在未注氨情況下也進行了調節：

（三）由于電除塵在注氨和不注氨的時候，粉塵量不同，粉塵特性不同，電極振打也是影響電除塵性能的主要因素，對此我們也做了如下調節：

三、系統的調試

由于沙特當地沒有生產液氨的廠家，在沙特周邊國家液氨生產能力較弱，其價格非常昂貴，大大增加了機組運行成本。在#1機組投入運行后，耗氨量大，運行成本大，同時供氨也不能滿足實際需求，這使得注氨成了一個焦點。對此我們多次討論是否可以取消注氨或減少注氨量，考慮到SO3的含量很高，如果取消注氨，如何避免腐蝕問題？如果減小注氨，可以減小到什么程度？為了減少注氨帶來的運行成本，我們對不注氨和不同注氨下對煙氣中SO3進行了監測，尋求合適的注氨量。

空預器出口SO3含量25-30ppm，其他數據及分析報告暫未出來。

四、結束語

電除塵注氨可以中和煙氣中的SO3，提高除塵效率，消除了SO3對電除塵、塵后煙道的腐蝕，但是粉塵量增加，飛灰粘性增加，易黏污電極，存在堵灰風險。同時液氨采購和飛灰處理都大大增加了機組運行成本。但是在消除SO3對設備酸腐蝕和污染大氣的重大意義上，對高釩、高硫分電站引入注氨系統將成為一種趨勢。

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[作者簡介]張煥祥（1965-），男，山東人，現工作于山東電力建設第三工程公司，副總經理，總工，高級工程師，學士學位，研究方向：熱力發電廠。