一种预防燃煤锅炉管道低温腐蚀的系统及方法与流程

[0001]
本发明涉及环境保护领域，具体为一种预防燃煤锅炉管道低温腐蚀的系统及方法。


背景技术：

[0002]
so3是大气pm2.5的重要来源之一、也是形成酸雨的主要原因。燃煤锅炉向大气排放so3有毒气体，不利于人类与环境的可持续发展。
[0003]
燃煤烟气经scr脱硝反应系统时，烟气中的so2会被scr系统催化剂中的五氧化二钒催化生成so3(这是燃煤烟气so3生成的重要途径之一)。且烟气经scr脱硝系统后，流经空气预热器、烟气冷却器降温时，几乎所有的so3都会转化为h2so4。温度足够低，生成的h2so4气体会凝结成硫酸雾滴，附着在设备表面，造成设备管道腐蚀。且国家各地相继出台了so3排放控制标准，并将so3的排放限值设定为5mg/m3。
[0004]
然而，目前还没有切实可行的预防锅炉管道低温腐蚀的方法。


技术实现要素：

[0005]
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种预防燃煤锅炉管道低温腐蚀的系统及方法，设计合理，结构简单，能有效预防烟气对锅炉管道低温腐蚀问题，同时能监控净烟气so3的排放浓度，实现净烟气so3的达标排放。
[0006]
本发明是通过以下技术方案来实现：
[0007]
一种预防燃煤锅炉管道低温腐蚀的系统，包括设置在锅炉上的碱剂喷洒脱除so3系统；
[0008]
所述的碱剂喷洒脱除so3系统包括碱剂喷洒系统和so3在线监测设备；所述的碱剂喷洒系统设置在锅炉的scr系统的入口；所述的so3在线监测设备设置在锅炉的scr系统的出口，且其数据输出端连接锅炉烟气自动检测系统的数据输入端。
[0009]
进一步的，所述的碱剂喷洒系统包括碱剂喷枪，依次与碱剂喷枪连接的碱剂储存罐和泵，以及连接在泵的输入端的plc自动调节控制系统；所述的碱剂喷枪设置在scr系统的入口。
[0010]
更进一步的，所述的碱剂喷枪的喷射方向与烟气流向相同或相反。
[0011]
更进一步的，所述的碱剂喷枪采用耐高温耐碱剂腐蚀的材质制成。
[0012]
更进一步的，所述的碱剂储存罐中的碱剂采用碳酸钠、碳酸氢钠、氧化钙碱性物质溶液或粉末中的一种或多种混合复配物。
[0013]
更进一步的，所述的plc自动调节控制系统用于写入净烟气so3排放限值及scr系统的出口排放限值，其包括plc控制系统各元器件和相关自动调节程序；所述的相关自动调节程序，用于根据so3在线监测设备的信号反馈自动调整碱剂喷枪的喷洒速率。
[0014]
一种预防燃煤锅炉管道低温腐蚀的方法，包括以下步骤，
[0015]
当scr系统的出口烟气so3浓度大于10mg/m3时，启动碱剂喷洒系统，喷洒碱剂以脱
除烟气中的so3，直至烟气中的so3浓度小于10mg/m3；同时开启so3在线监测设备对烟囱排放的净烟气进行so3浓度监测，当so3排放浓度大于5mg/m3，碱剂喷洒系统接收信号，调整碱剂喷洒量，将净烟气中的so3排放浓度控制在5mg/m3内。
[0016]
进一步的，碱剂喷洒系统的碱剂喷洒速率，根据so3在线检测设备的监测数据通过plc自动调控系统进行自动调整，使scr系统的出口的so3浓度控制在8mg/m
3-10mg/m3。
[0017]
进一步的，so3在线监测设备的监测数据写入烟气自动检测系统，进行在线监测烟囱净烟气so3排放浓度是否达标。
[0018]
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0019]
本发明通过在scr系统入口安装碱剂喷洒系统，以有效脱除烟气中的so3，预防烟气对锅炉管道低温腐蚀，同时又在scr系统出口安装so3在线监测设备，并将该实时监测数据传输至碱剂喷洒系统的plc自动调节控制系统，plc自动调节控制系统调节碱剂喷洒速率，将scr系统出口处so3浓度控制在10mg/m3内，以预防空气预热器及烟气冷却器的管道腐蚀，并确保净烟气的so3排放浓度达标，集预防锅炉管道低温腐蚀及控制净烟气so3达标排放为一体，设计合理，简单高效。
[0020]
进一步，本发明采用plc自动调控系统用于控制碱剂喷洒速率，根据so3在线检测设备的监测数据对喷洒速率进行自动调整，准确高效的将scr系统的出口的so3浓度控制在8mg/m
3-10mg/m3，自动化程度高，检测准确。
附图说明
[0021]
图1为本发明实施例中所述系统的结构示意图。
[0022]
图2为本发明碱剂喷洒系统的结构示意图。
[0023]
图中：1-锅炉，2-scr系统，3-空气预热器，4-烟气冷却器，5-esp，6-so3在线监测设备，7-碱剂喷洒系统，8-碱剂喷枪，9-泵，10-碱剂储罐，11-plc自动调节控制系统。
具体实施方式
[0024]
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
[0025]
本发明一种预防燃煤锅炉管道低温腐蚀的系统，包括由碱剂喷洒系统7和so3在线监测设备6组成的碱剂喷洒脱除so3系统；
[0026]
所述的碱剂喷洒系统7设置在scr系统2的入口；
[0027]
其中，碱剂喷洒系统7由碱剂喷枪8、碱剂储存罐10、泵9、plc自动调节控制系统11组成；
[0028]
碱剂喷洒系统7中喷洒的碱剂指的是碳酸钠、碳酸氢钠、氧化钙等对so3具有脱除作用的碱性物质的溶液或粉末；
[0029]
碱剂喷洒系统7的plc自动调节控制系统11包括plc控制系统各元器件及与本套系统相对应的控制程序；
[0030]
碱剂喷洒系统7的碱剂喷枪8具备耐高温耐碱剂腐蚀的特点；
[0031]
plc自动调节控制系统11可以人工写入净烟气so3排放限值及scr系统2的出口排放限值。plc自动调节控制系统11内设置相关自动调节程序，能根据so3在线监测设备6的信
号反馈进行自动调整，自动调节程序执行的方法采用现有的调控方法，例如采用现有的pid控制等，满足so3排放限值的要求。
[0032]
所述的so3在线监测设备6连接在scr系统2的出口；
[0033]
其中，so3在线监测设备6指的是西安热工院自主研发的so3在线监测设备，so3在线监测设备6的监测数据与锅炉1的烟气自动监控系统(即cems)相连，将其在线监测数据写入cems，以进行在线监测烟囱净烟气so3排放浓度是否达标。
[0034]
具体的，通过在锅炉1的scr系统2的入口设置碱剂喷洒脱除so3系统，将scr系统2的出口的so3浓度控制在10mg/m3以内。碱剂喷洒脱除so3系统包括碱剂喷洒系统7和西安热工院自主研发的so3在线监测设备6。当scr系统2的出口烟气so3浓度大于10mg/m3时，启动碱剂喷洒系统7，喷洒碱剂以脱除烟气中的so3，并将烟气中的so3浓度控制在8mg/m
3-10mg/m3。碱剂喷洒系统7设置plc自动调控系统11，用于控制碱剂喷洒速率，根据so3在线检测设备6的监测数据，进行自动调整，将scr系统2的出口的so3浓度控制在8mg/m
3-10mg/m3。同时烟囱排放的净烟气进行so3浓度监测，当so3排放浓度大于5mg/m3，碱剂喷洒系统7接收信号，调整碱剂喷洒量，将净烟气中的so3排放浓度控制在5mg/m3内。
[0035]
在以上系统的基础上，本发明还提供一种预防燃煤锅炉管道低温腐蚀的方法，包括以下步骤，
[0036]
当scr系统2的出口烟气so3浓度大于10mg/m3时，启动碱剂喷洒系统7，喷洒碱剂以脱除烟气中的so3，直至烟气中的so3浓度小于10mg/m3；同时开启so3在线监测设备6对烟囱排放的净烟气进行so3浓度监测，当so3排放浓度大于5mg/m3，碱剂喷洒系统7接收信号，调整碱剂喷洒量，将净烟气中的so3排放浓度控制在5mg/m3内。
[0037]
其中，碱剂喷洒系统7的碱剂喷洒速率，根据so3在线检测设备6的监测数据通过plc自动调控系统11进行自动调整，使scr系统2的出口的so3浓度控制在8mg/m
3-10mg/m3。
[0038]
其中，so3在线监测设备6的监测数据写入烟气自动检测系统，进行在线监测烟囱净烟气so3排放浓度是否达标。
[0039]
在中试试验系统中，不开启碱剂喷洒脱除so3系统时，scr系统2的出口烟气中so3浓度为42.5mg/m3，净烟气中的so3浓度大于10mg/m3。连续运行半年，空气预热器3、烟气冷却器4和esp5管道壁面腐蚀明显。启动碱剂喷洒脱除so3系统后，连续运行半年，空气预热器3、烟气冷却器4和esp5管道壁面未见明显腐蚀，且净烟气排放的so3浓度小于5mg/m3。因此，本发明为一种预防燃煤锅炉管道低温腐蚀的方法是切实可行的，同时能实现烟气的so3达标排放。