1000MW機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行中的問題及措施

王磊，李海軍，陳蘭鵬

(中電投平頂山發(fā)電分公司，河南平頂山 467000)

1000MW機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行中的問題及措施

王磊，李海軍，陳蘭鵬

(中電投平頂山發(fā)電分公司，河南平頂山 467000)

針對某電廠1000MW機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的突出問題，分析原因并提出治理措施，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，通過優(yōu)化燃燒調(diào)整、對氨噴射系統(tǒng)及導(dǎo)流板進(jìn)行優(yōu)化、更換液氨蒸發(fā)器、脫硝催化劑層增加聲波吹灰器、空預(yù)器進(jìn)行相應(yīng)技改后，效果明顯，脫硝系統(tǒng)及下游設(shè)備空預(yù)器運(yùn)行正常，為同類機(jī)組脫硝系統(tǒng)的技改和運(yùn)行提供了參考。

SCR脫硝系統(tǒng);NOx排放;催化劑磨損;空預(yù)器堵灰;措施

1 概況

某電廠一期2×1000MW燃煤機(jī)組的鍋爐，為東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)的DG－3000/ 26.15－Ⅱ1型超超臨界參數(shù)、變壓直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天島式布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、對沖燃燒方式，Π型鍋爐。

脫硝系統(tǒng)是由東方鍋爐(集團(tuán))股分有限公司設(shè)計(jì)制造，采取選擇性催化還原(SCR)法來達(dá)到去除煙氣中NOx的目的。設(shè)計(jì)效率:二層催化劑脫硝效率可達(dá)72%，三層催化劑脫硝效率可達(dá)80%，目前安裝二層催化劑。SCR脫硝反應(yīng)器裝置布置于鍋爐省煤器與空預(yù)器之間，為高溫高塵布置。每臺鍋爐機(jī)組配2臺SCR脫硝反應(yīng)器，2臺機(jī)組SCR脫硝反應(yīng)器公用1套氨供應(yīng)系統(tǒng)。

2 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

2臺機(jī)組的SCR脫硝系統(tǒng)和主機(jī)同步調(diào)試、投運(yùn)，分別于2010年11月底和12月初通過168 h試運(yùn)，經(jīng)過幾年來的運(yùn)行，出現(xiàn)的主要問題有:

(1)脫硝系統(tǒng)出口NOx排放不達(dá)標(biāo)。運(yùn)行中脫硝系統(tǒng)出口NOx含量偏高，機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)NOx排放濃度200mg/m3以上，不符合環(huán)保要求。

(2)脫硝氨站液氨蒸發(fā)器設(shè)計(jì)出力偏小，供氣氨能力不能滿足高負(fù)荷時(shí)個(gè)別時(shí)段脫硝系統(tǒng)入口NOx含量偏高的實(shí)際情況，影響機(jī)組脫硝效率。

(3)催化劑堵塞和磨損。檢修期間對脫硝催化劑進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，催化劑磨損、堵灰非常嚴(yán)重，造成催化劑反應(yīng)面積減少，脫硝效率下降;而部分催化劑堵灰后，會加劇其他催化劑磨損，增加氨逃逸率。

(4)空預(yù)器腐蝕、堵灰。由于燃煤灰分較高，對脫硝催化劑磨損較為嚴(yán)重。隨著脫硝系統(tǒng)長期投入，脫硝催化劑層部分脫落損壞，造成氨逃逸率遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值。氨氣與三氧化硫反應(yīng)會生產(chǎn)硫酸氫銨，硫酸氫銨具有很強(qiáng)粘性，沉積粘附在空預(yù)器冷端蓄熱片上，造成空預(yù)器堵塞嚴(yán)重，且不易清除，嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行。

3 解決措施

3.1 NOx排放不達(dá)標(biāo)治理措施

鍋爐設(shè)計(jì)脫硝系統(tǒng)入口NOx排放濃度為不超過400mg/m3，實(shí)際運(yùn)行中一般在450mg/m3左右，最高甚至達(dá)到500mg/m3，通過優(yōu)化燃燒調(diào)整和氨噴射系統(tǒng)及導(dǎo)流板進(jìn)行改進(jìn)，很好的解決了NOx排放不達(dá)標(biāo)問題。

(1)優(yōu)化燃燒調(diào)整，從源頭降低NOx排放濃度。其中主要通過控制合適的運(yùn)行氧量，適當(dāng)降低氧量，調(diào)整燃盡風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)分級配風(fēng);對磨煤機(jī)通風(fēng)量進(jìn)行標(biāo)定，準(zhǔn)確控制風(fēng)煤比，在安全前提下適當(dāng)降低一次風(fēng)量，對每臺磨煤機(jī)出口粉管進(jìn)行調(diào)平，在帶粉條件下，各一次風(fēng)管內(nèi)的流量偏差控制在5%以內(nèi)。采取該措施后，脫硝入口NOx濃度控制在400mg/m3以內(nèi)，從而降低脫銷系統(tǒng)的運(yùn)行壓力。

(2)氨噴射系統(tǒng)及導(dǎo)流板改進(jìn)。氨注射系統(tǒng)(AIG)的噴嘴在煙道截面上均勻分布，每個(gè)噴嘴的管道上(煙道外部分)均設(shè)有手動閥門，可以對每個(gè)噴嘴噴入的氨量進(jìn)行流量微調(diào)，使噴入的氨與對應(yīng)的NOx濃度匹配，噴嘴上部裝設(shè)導(dǎo)流板、以及催化劑層上部整流板使進(jìn)入的煙氣更均勻地分布。機(jī)組在檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)，氨注射系統(tǒng)導(dǎo)流板及催化劑上部整流板磨損嚴(yán)重，部分已經(jīng)脫落，嚴(yán)重影響了脫硝系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通過流體模型試驗(yàn)，對煙道導(dǎo)流板、氨噴射系統(tǒng)靜態(tài)混合器、催化劑層上部整流板全部重新進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對導(dǎo)流板、整流板進(jìn)行更換，使煙氣的均勻性偏差控制在合理范圍內(nèi)。

3.2 脫硝氨站液氨蒸發(fā)器出力偏小的治理

2臺機(jī)組脫硝系統(tǒng)共用一套氨供應(yīng)系統(tǒng)，脫硝氨站配2臺液氨液氨蒸發(fā)器一用一備。蒸發(fā)器采用蒸汽加熱水浴式氣化器，實(shí)際運(yùn)行中在2臺機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)段，如果脫硝入口NOx含量超過450mg/m3，將造成液氨蒸發(fā)器水溫達(dá)不到設(shè)計(jì)值80℃，2臺爐SCR脫硝系統(tǒng)入口供氨管道壓力偏低，影響機(jī)組的脫硝效率。為解決此問題，將氨站2臺液氨蒸汽器進(jìn)行更換，滿足了各種工況下脫硝系統(tǒng)供氨需求。

3.3 催化劑磨損、積灰的治理

因?yàn)榇呋瘎┠p嚴(yán)重，甚至有整塊脫落情況，在2014年初機(jī)組進(jìn)行等級檢修時(shí)，對脫硝催化劑進(jìn)行全部更換，并對催化劑進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，增大催化劑層體積，每層催化劑高度由1606mm增加到1906mm。對煙道流場也進(jìn)行模擬，優(yōu)化設(shè)計(jì)，對各導(dǎo)流板、整流板進(jìn)行更換，組織煙氣有序流動，最大程度減少流動阻力。對吹灰系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，即在每層催化劑的上方裝有4臺耙式吹灰器的基礎(chǔ)上，對每層催化劑又加裝7臺聲波清灰器，聲波清灰器能主動、迅速地進(jìn)行清灰處理。運(yùn)行中聲波吹灰器投連續(xù)工作，耙式蒸汽吹灰器吹灰頻率由每班一次改為每班兩次，有效的避免催化劑積灰的不利狀況。

3.4 空預(yù)器腐蝕、堵灰的治理

(1)在脫硝催化劑進(jìn)行全部更換后，可以控制氨逃逸率在正常范圍內(nèi)，降低硫酸氫銨的生成量，降低空預(yù)器堵塞粘灰的隱患。

(2)在機(jī)組進(jìn)行等級檢修期間，對空預(yù)器蓄熱片進(jìn)行改造，冷端蓄熱片全部更換為搪瓷元件，降低硫酸氫銨在蓄熱片的沉積量，并有利于積灰的清除。并對熱端損壞蓄熱片進(jìn)行修復(fù)，對蓄熱片上的積灰進(jìn)行徹底沖洗。

(3)在保留蒸汽吹灰的前提下，在空預(yù)器受熱面增加聲波吹灰器，以提高對空預(yù)器吹灰強(qiáng)度。

4 效果分析

經(jīng)過對1號機(jī)組設(shè)備進(jìn)行徹底治理，1號機(jī)組A修啟動后，滿負(fù)荷工況下，脫硝系統(tǒng)出口NOx含量在75mg/m3左右，氨逃逸率為2μL/L，空預(yù)器運(yùn)行正常，煙氣側(cè)差壓由改造前3 kPa降至現(xiàn)在1 kPa以下，爐膛負(fù)壓穩(wěn)定在－30Pa～－150Pa左右，各參數(shù)達(dá)到了預(yù)期效果。

5 結(jié)語

在脫硝系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，為進(jìn)一步降低對脫硝催化劑的磨損，應(yīng)保證省煤器輸灰系統(tǒng)運(yùn)行正常，避免大顆粒粗灰直接對催化劑的損壞。不管脫硝SCR系統(tǒng)是否檢修，稀釋風(fēng)機(jī)應(yīng)隨鍋爐連續(xù)運(yùn)行，防止防止噴氨管道堵灰，影響脫硝系統(tǒng)的正常運(yùn)行。根據(jù)催化劑層壓差及時(shí)進(jìn)行吹灰，優(yōu)化吹灰頻次，防止催化劑層堵灰而影響機(jī)組脫硝效率。隨著國家環(huán)保政策日趨嚴(yán)格，環(huán)保設(shè)施的安全運(yùn)行也越發(fā)受到企業(yè)的重視，此次脫硝系統(tǒng)問題的解決可供同類型機(jī)組借鑒。

［1］馬新立.超超臨界鍋爐SCR脫硝工藝及其調(diào)試［J］.電力環(huán)境保護(hù)，2009，25(4):16－18.

［2］孫克勤，鐘秦.火電廠煙氣脫硝技術(shù)及工程應(yīng)用［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

1000MW unit SCR denitration system problems and measures in operation

On a 1000MW unit in a power p lant SCR denitration system appeared in the operation of the outstanding problems.analysis the reason，and put forward measures.By optim izing the combustion adjustment，optim izing the ammonia injection system and guide p late and through the rep lacement of liquid amm onia evaporator，denitration catalyst layer increases the sonic soot blower and air preheater，logical upgrading，it resolved the problem s.The operation of denitration system and air preheater of the downstream equipment is normal.It provided reference for the sim ilar generating unit.

SCR denitration system;NOxem issions;catalyst abrasion;air preheater plugging ash;measures

X701.7

:B

:1674－8069(2015)02－047－02

2014-09-21;

:2014-12-26

王磊(1979-)，男，河南南陽人，工程師，從事火力發(fā)電廠運(yùn)行管理工作。E－mail:wangl686@163.com