1000MW超超臨界機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)運行中存在問題及解決措施

孫維菊,邵長暖（華電萊州發(fā)電有限公司,山東　萊州　261441）

1000MW超超臨界機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)運行中存在問題及解決措施

孫維菊,邵長暖
（華電萊州發(fā)電有限公司,山東萊州261441）

摘要：隨著電力行業(yè)建設(shè)步伐的不斷加快，環(huán)境問題成為人們越來越關(guān)注的問題，火電廠每天都會有大量的NOx排放，火電廠脫硝技術(shù)應(yīng)用也越來越廣泛?！痘痣姀S大氣排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011》中規(guī)定：自2014年起，燃煤電廠鍋爐NO2排放限值為100mg/m3。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)火電廠要求新上機(jī)組及老機(jī)組在2014年底全部完成脫硝設(shè)施改造，煤粉爐選擇的是SCR技術(shù)，還原劑為液氨。隨著越來越多的機(jī)組投入脫硝，脫硝系統(tǒng)日益暴露出較多共性問題，本文對這些問題及解決方案進(jìn)行總結(jié)歸納，以供脫硝人員借鑒。

關(guān)鍵詞：1000MW機(jī)組；脫硝系統(tǒng)；問題；解決

1　SCR　煙氣脫硝技術(shù)特點及選型

1.1SCR煙氣脫硝技術(shù)特點

（1）脫硝效率可以高達(dá)95%，結(jié)合爐內(nèi)低氮改造，NOx排放濃度可控制到50mg/Nm3以下。通常通過增加催化劑層數(shù)降低NOx排放濃度，滿足更高的排放標(biāo)準(zhǔn)；

（2）SCR反應(yīng)器一般布置于空預(yù)器入口（煙溫范圍為300～420℃），鍋爐煙道阻力增加約800～1200Pa，因此脫硝改造時需重新核算引風(fēng)機(jī)壓頭。

（3）逃逸氨與SO3反應(yīng)，可能在空預(yù)器換熱面上形成硫酸氫銨，導(dǎo)致空預(yù)器冷端堵塞，必須對空預(yù)器進(jìn)行防腐和防堵灰改造。

（4）SCR系統(tǒng)通常分為氨區(qū)公用系統(tǒng)和反應(yīng)器系統(tǒng)兩部分，二者分開布置。因液氨屬危險化學(xué)品，需由有資質(zhì)的單位設(shè)計氨區(qū)公用系統(tǒng)，并按有關(guān)規(guī)定采取相應(yīng)的安全措施。

1.2催化劑選型

催化劑是SCR工藝的核心。脫硝催化劑主要是V2O5-WO3(MoO3)/ TiO2基催化劑。由于催化劑布置在省煤器和空預(yù)器之間的高灰區(qū)域，采用的結(jié)構(gòu)形式多為蜂窩式、板式或波紋板式等整體成型式SCR催化劑。催化劑選型應(yīng)結(jié)合燃煤灰分、脫硝效率、煙氣阻力、運行可靠性等進(jìn)行綜合性比較確定，并符合國家或行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及集團(tuán)有關(guān)導(dǎo)則、規(guī)定的要求。

2　萊州公司脫硝系統(tǒng)概述及工藝流程

2.1概述

華電萊州發(fā)電有限公司脫硝采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝技術(shù)，主要原理：還原劑在催化劑的作下，將火電廠煙氣中產(chǎn)生的氮氧化合物還原成無污染的氮氣和水，其中煙氣中的氮氧化合物主要以NO和NO2為主。脫硝所用還原劑-氣氨由氨站采用無水液氨制取的工藝。

2.2工藝流程

華電萊州發(fā)電有限公司#1、2號機(jī)組脫硝系統(tǒng)是由華電工程設(shè)計制造，采取選擇性催化還原（SCR）法來達(dá)到去除煙氣中NOX的目的。SCR反應(yīng)器采用高灰型工藝布置（即反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器與空預(yù)器之間），催化劑購自重慶遠(yuǎn)達(dá)催化劑股份有限公司。

3　萊州公司脫硝運行中存在的問題和解決措施

（1）負(fù)荷低時脫硝裝置入口煙溫達(dá)不到設(shè)計噴氨溫度，脫硝系統(tǒng)強(qiáng)制退出運行。解決措施：1）調(diào)整鍋爐吹灰方式，提高SCR進(jìn)口煙溫。保證鍋爐受熱面不大量積灰的情況下，鍋爐吹灰時投運半數(shù)吹灰器；適當(dāng)增加鍋爐總風(fēng)量，提高排煙溫度；2）加強(qiáng)與調(diào)度聯(lián)系，盡量提高機(jī)組負(fù)荷；3）結(jié)合實際情況，確定低負(fù)荷時脫硝入口煙溫，選用活性溫度區(qū)間寬的SCR脫硝催化劑；4）實施高溫省煤器旁路或省煤器分段改造，保證機(jī)組低負(fù)荷時脫硝能夠正常運行。

（2）脫硝系統(tǒng)長時間運行后催化劑活性降低。解決措施：1）運行中應(yīng)合理調(diào)整低氮燃燒器燃燒方式，保持合適的鍋爐過量空氣系數(shù)，盡量避免使用上層磨煤機(jī)，防止煙氣中NOx生成量過高，應(yīng)控制NOx濃度在脫硝系統(tǒng)設(shè)計NOx濃度內(nèi)；2）鍋爐啟動及負(fù)荷調(diào)整過程中，避免溫升太快損壞催化劑。如大唐科技生產(chǎn)的某催化劑說明書要求：催化劑在整個啟動過程中溫度低于150℃，則被視為冷啟動。低于150℃時升溫速度不允許超過20℃/min;大于150℃時升溫速度不允許超過50℃/min。煙氣進(jìn)入反應(yīng)器時的溫度與催化劑的溫差不允許超過100℃；3）定期對聲波吹灰器壓縮空氣罐放水，防止壓縮空氣帶水，并且每次吹灰之前應(yīng)充分疏水；4）應(yīng)合理調(diào)整鍋爐配風(fēng)，防止A、B兩側(cè)反應(yīng)器煙氣量相差太大；5）在機(jī)組大小修時，加強(qiáng)對聲波吹灰器、催化劑的檢查，防止灰塵沉積在催化劑上；6）催化劑活性降低時，應(yīng)取出催化劑測試塊，檢驗其活性；如果活性確實降低，應(yīng)加裝備用催化劑層或?qū)Υ呋瘎┻M(jìn)行更換；7）安裝SCR在線監(jiān)測儀，通過在線監(jiān)測儀表監(jiān)測每層催化劑前后煙氣中NOx的濃度和氨氮比( NH3/NOx)，再根據(jù)計算公式計算出催化劑的活性常數(shù)，實時監(jiān)測催化劑的活性。

（3）催化劑運行一段時間后吹損嚴(yán)重。解決措施：1）抽取吹損較嚴(yán)重的催化劑進(jìn)行專業(yè)檢驗，以確定是否是催化劑本身質(zhì)量問題；2）復(fù)查脫硝運行參數(shù)，檢查各項脫硝運行參數(shù)是否在正常范圍內(nèi)，如開機(jī)時升溫速率、吹灰器運行情況、燃煤煤質(zhì)情況、反應(yīng)器內(nèi)流速、氨逃逸率、脫硝效率等；3）對反應(yīng)器做冷態(tài)動力場試驗，檢查反應(yīng)器內(nèi)流場是否均勻。催化劑吹損可能是由上述幾種原因綜合引起的，應(yīng)徹查原因后制定解決措施，防止更換催化劑后再次發(fā)生吹損。

（4）脫硝反應(yīng)器出口氨逃逸濃度超標(biāo)。解決措施：如果氨逃逸濃度頻繁超標(biāo)，先首先校對逃逸表指示是否準(zhǔn)確，如果確實超標(biāo)，應(yīng)利用停機(jī)機(jī)會組織專業(yè)人員進(jìn)入催化劑內(nèi)部檢查格柵噴嘴和催化劑積灰磨損情況，并根據(jù)實際工況，開展脫硝系統(tǒng)出入口流場和NOx濃度場的優(yōu)化工作，在保證脫硝效率的同時使氨逃逸濃度達(dá)到最小，防止氨逃逸濃度高造成下游設(shè)備堵塞、腐蝕。

4　總結(jié)

隨著火力發(fā)電廠煙氣脫硝工程的不斷建設(shè)及改造，越來越多的脫硝系統(tǒng)面臨各種故障，運行經(jīng)驗也在不斷積累。在運行人員和維護(hù)人員的共同努力下，及時發(fā)現(xiàn)脫硝系統(tǒng)中易發(fā)生的故障，并進(jìn)行處理，將使火電廠煙氣脫硝技術(shù)越來越完善，電廠所排放的NOx就一定會得到有效的治理和改善。

參考文獻(xiàn):

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[3]華電萊州發(fā)電有限公司.華電萊州發(fā)電有限公司1000MW脫硝氨站運行規(guī)程[S].

[4]西安熱工研究院.火電廠SCR煙氣脫硝技術(shù)[M].中國電力出版社,2013:18-22.

作者簡介：孫維菊（1975—），女，山東日照人，助工，1997年畢業(yè)于山東省電力學(xué)校集控運行專業(yè)，主要從事：燃料管理工作。