聲波吹灰器在SCR脫硝中的應用和經(jīng)濟性分析

    隨著(zhù)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(chǎng)必須要做的工作之一，選擇性催化還原反應系統（Selective Catalyst Reduction 簡(jiǎn)稱(chēng)SCR）以其脫硝效率高，不影響鍋爐效率的優(yōu)點(diǎn)成為電廠(chǎng)脫硝項目的技術(shù)良好選擇，得到了越來(lái)越廣泛的應用。我國的燃煤電廠(chǎng)煙氣中普遍灰分較高，嚴重影響了SCR系統催化劑活性和壽命，所以吹灰器就成了SCR系統的必要設備。根據SCR反應器內的煙氣工況和催化劑性質(zhì)，目前普遍應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系統應用的技術(shù)特點(diǎn)和經(jīng)濟性進(jìn)行較為詳細的比較和分析。

    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，高強度聲波對積灰產(chǎn)生高加速度剝離作用和振動(dòng)疲勞破碎作用，積灰產(chǎn)生松動(dòng)而落下。

蒸汽吹灰器是利用高壓蒸汽的射流沖擊力清除設備表面上的積灰。

聲波吹灰技術(shù)是利用聲波發(fā)聲器，把調制高壓氣流而產(chǎn)生的強生波饋入反應器空間內。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。聲波吹灰的機理是“波及”，吹灰器輸出能量的載體是“聲波”，通過(guò)聲場(chǎng)與催化劑表面的積灰進(jìn)行能量交換，從而達到清除灰渣的效果，作用力為交流量。而傳統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(dòng)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，交變的作用力應更容易使灰渣脫落。

在SCR應用技術(shù)特點(diǎn)比較

聲波吹灰器使預防性的吹灰方式，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清潔，大限度的利用催化劑對脫硝反應器的催化活性。

  經(jīng)過(guò)實(shí)驗和現場(chǎng)測試證明聲波吹灰器對催化劑沒(méi)有任何的毒副作用，蒸汽吹灰方式由于濕度的影響，長(cháng)期的運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(méi)有磨損，延長(cháng)催化劑使用壽命，是非接觸是的清灰方式，降低SCR的維護成本。而蒸汽吹灰方式依靠機械的蒸汽沖擊力來(lái)實(shí)現清灰，高速的蒸汽流夾雜著(zhù)粉塵，對催化劑的表面磨損非常厲害，導致催化劑的使用壽命縮短，維護成本變高。

  聲波吹灰器不存在清灰死角問(wèn)題。聲波吹灰器由于是依靠非接觸式的聲波，實(shí)現灰塵從結構表面脫落而被煙氣帶走，聲波在結構的表面能來(lái)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械的蒸汽的沖擊力來(lái)實(shí)現清灰，在蒸汽流的末端，蒸汽的沖擊力衰減大，吹灰效果很差，導致局部積灰嚴重，存在清灰死角。

經(jīng)濟性分析

以一期兩臺1000MW機組SCR項目為例，對SCR吹灰器進(jìn)行設備，安裝，運行，維護等費用的經(jīng)濟性比較。工程共2臺鍋爐，每臺鍋爐設2臺SCR反應器，催化劑3層，兩用一備。SCR反應器18000*12000，按照吹灰器在18000側設計。

投資成本，6臺聲波清灰器/催化層；不需要特殊工作平臺，附屬設備包括電磁閥，球閥和空氣過(guò)濾器，空氣調壓閥等。若電廠(chǎng)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，需要超寬的鋼結構檢修平臺。

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(guò)安裝法蘭很輕易地安裝在SCR上，并僅僅伸出設備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吊裝，SCR壁內外有很多管道備件需要安裝，它伸出設備與3m。

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

聲波吹灰器在中國SCR項目的應用實(shí)例

江蘇國華太倉發(fā)電有限責任公司2*600MW機組煙氣脫硝環(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(gè)SCR反應器，反應器尺寸15m*10m，催化劑三層，兩用一備，每臺反應器裝設9臺聲波吹灰器，首層5臺，第二層4臺。反應器高塵布置，在省煤器和空預器之間，煙氣溫度310-400℃，煙氣含塵量10-36mg/m³，煙氣平均流速5-6m/s，遠離進(jìn)出口的轉角處流速僅2m/s?；曳种蠧aO含量偏高，高達28%。機組2005年12月份投運，SCR運行差壓一直維持在200Pa左右，2006年4月底SCR反應器離線(xiàn)內部檢查，催化劑非常干凈，反應器內任何一邊都滅有積灰現象。

SCR反應器內的煙氣溫度為280-zui420℃，煙氣干燥，灰分不會(huì )發(fā)生板結，經(jīng)過(guò)數年的運行經(jīng)驗，聲波吹灰器完夠滿(mǎn)足SCR反應器的吹灰需要。無(wú)論從安全性，可靠性的角度，還是從節能，設備投資成本，運行成本，維護成本等方面考慮，聲波吹灰都是SCR系統適合的吹灰技術(shù)。