SCR脫硝系統(tǒng)投運(yùn)對(duì)空預(yù)器堵塞的影響及防范措施

寧金紅

摘 要：為達(dá)到氮氧化物超低排放標(biāo)準(zhǔn)，2014年10月大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司9、10號(hào)機(jī)組先后安裝SCR脫硝系統(tǒng)。脫硝系統(tǒng)投運(yùn)后，均發(fā)生過(guò)空氣預(yù)熱器堵塞情況。本文詳細(xì)論述了SCR脫硝系統(tǒng)投運(yùn)后，硫酸氫氨形成機(jī)理及對(duì)空氣預(yù)熱器的危害，對(duì)SCR脫硝工藝引起的空氣預(yù)熱器堵塞原因進(jìn)行了分析，并在實(shí)際工作中總結(jié)出調(diào)整措施及應(yīng)對(duì)方法，對(duì)預(yù)防空氣預(yù)熱器堵塞取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：SCR脫硝系統(tǒng)；硫酸氫氨；空預(yù)器堵塞；調(diào)整措施及方法

1 鍋爐及脫硝裝置概述

9、10號(hào)鍋爐系東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG1025/17.4-Ⅱ12型、亞臨界參數(shù)、四角切圓燃燒、自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、半露天布置、全鋼構(gòu)架的∏型汽包爐。空氣預(yù)熱器采用兩臺(tái)三分倉(cāng)容克式回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器，主軸垂直布置，煙氣和空氣以逆流方式換熱。入口一、二次風(fēng)風(fēng)道上裝有暖風(fēng)器?？疹A(yù)器密封為柔性接觸式密封。

2016年元月1日起，全部機(jī)組實(shí)現(xiàn)超低排放（NOx<50mg/Nm3），為保證NOx超低排放實(shí)施，2014年10月，9、10號(hào)機(jī)組先后完成脫硝系統(tǒng)安裝工作。本廠脫硝系統(tǒng)是由中國(guó)大唐集團(tuán)科技工程有限公司設(shè)計(jì)安裝，采取選擇性催化還原法（SCR）脫硝工藝達(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（反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器出口與空預(yù)器之間），催化劑布置模式采用2+1方式。還原劑采用液氨，催化劑為板式，反應(yīng)器區(qū)域安裝有18個(gè)聲波吹灰器，壓縮空氣由機(jī)組空壓機(jī)提供。

2 SCR脫硝裝置引起空預(yù)器堵塞的原因

燃煤鍋爐爐膛內(nèi)煙氣中SO2約有0.5%-1%被氧化成SO3，加裝SCR系統(tǒng)后，催化劑在把NO2還原成N2的同時(shí)，將約1%的SO2氧化成SO3，在空預(yù)器中/低溫段換熱元件表面，SCR反應(yīng)器出口煙氣中存在的未反應(yīng)的逃逸氨（NH3）、SO3及水蒸氣反應(yīng)生成硫酸氫氨，即煙氣中的NOx與噴入的NH3在SCR反應(yīng)器中催化劑的作用下進(jìn)行副反應(yīng)，生成硫酸氫氨。硫酸氫氨是一種高粘性液態(tài)物質(zhì)，易冷凝沉積在預(yù)熱器換熱元件表面，粘附煙氣中的飛灰顆粒，堵塞換熱元件通道，增加空預(yù)器阻力并影響換熱效果。因此，SCR脫硝工藝的副反應(yīng)產(chǎn)物硫酸氫氨是造成空預(yù)器堵塞的主要原因。

3 防止空預(yù)器堵塞的措施及方法

3.1 提高煙氣流場(chǎng)分布的均勻性，降低氨逃逸

當(dāng)氨噴射系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，煙氣流場(chǎng)分布不均勻，或噴氨格柵局部被堵塞時(shí)，均會(huì)造成反應(yīng)器出口局部區(qū)域的氨逃逸過(guò)量，不同程度的氨逃逸是造成空預(yù)器堵塞的主要原因。因此，對(duì)SCR脫硝裝置通過(guò)氨噴射系統(tǒng)、導(dǎo)流系統(tǒng)、混合系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，提高煙氣流場(chǎng)的分布均勻性，降低氨逃逸，減少硫酸氫氨的生成。

3.2 制定控制氨逃逸的運(yùn)行調(diào)整原則

鍋爐燃燒的變化直接影響NOx產(chǎn)生量，從而影響脫硝調(diào)整的品質(zhì)，所以值班員必須時(shí)刻注意脫硝入口NOx的變化，加強(qiáng)對(duì)燃燒的監(jiān)視與調(diào)整，盡量保持SCR入口NOx在較低水平。變負(fù)荷時(shí)，及時(shí)調(diào)整各二次風(fēng)門(mén)開(kāi)度，及時(shí)調(diào)整送風(fēng)與一次風(fēng)量，保證氧量穩(wěn)定。啟動(dòng)制粉系統(tǒng)時(shí)，由于燃燒工況及氧量變化，NOx含量必然升高，在制粉系統(tǒng)啟動(dòng)前及制粉啟動(dòng)過(guò)程中，提前逐漸降低送風(fēng)量、關(guān)小主燃區(qū)二次風(fēng)門(mén)，以防止NOx升高過(guò)快，制粉系統(tǒng)啟動(dòng)正常后，再將風(fēng)量恢復(fù)至正常。停磨抽粉過(guò)程中，NOx產(chǎn)量會(huì)快速上升，等排粉機(jī)停運(yùn)后，NOx會(huì)快速下降，在制粉停運(yùn)前及抽粉過(guò)程中，提前逐漸降低送風(fēng)量、關(guān)小主燃區(qū)二次風(fēng)門(mén)，以防止NOx升高過(guò)快，排粉機(jī)停運(yùn)后，再增加風(fēng)量與主燃區(qū)二次風(fēng)開(kāi)度，維持氧量正常。

3.3 采用合理的吹灰汽源

空預(yù)器吹灰系統(tǒng)的汽源為兩路，一路取自低再入口聯(lián)箱，在BMCR工況下此處的蒸汽壓力為3.35MPa，溫度為324℃；另一路取自后屏進(jìn)口聯(lián)箱，在BMCR工況下此處的蒸汽壓力為18.2MPa，溫度為441℃。SCR脫硝裝置投運(yùn)后，為保證空預(yù)器的吹灰效果將吹灰汽源改為后屏進(jìn)口聯(lián)箱，吹灰壓力維持在2.0MPa左右。

3.4 增加空預(yù)器阻力測(cè)點(diǎn)，加強(qiáng)空預(yù)器阻力監(jiān)視

之前，風(fēng)煙系統(tǒng)監(jiān)視畫(huà)面內(nèi)，僅在空預(yù)器煙氣側(cè)前、后及空預(yù)器送風(fēng)、一次風(fēng)側(cè)前、后分別裝有壓力測(cè)點(diǎn)，不能直接、有效的觀察到預(yù)熱器煙氣、空氣側(cè)的阻力變化，發(fā)生空預(yù)器堵塞情況后，在生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)煙系統(tǒng)畫(huà)面內(nèi)增加空預(yù)器煙氣壓差、空預(yù)器送風(fēng)壓差、空預(yù)器一次風(fēng)壓差測(cè)點(diǎn)，便于監(jiān)視預(yù)熱器阻力的變化，同時(shí)能在阻力變大初期及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取有效手段，防止預(yù)熱器堵塞。

3.5 安裝SNCR脫硝系統(tǒng)

SNCR還原劑為取自SCR系統(tǒng)的氨氣，與兩臺(tái)稀釋風(fēng)機(jī)（一用一備）提供的輸送風(fēng)經(jīng)兩臺(tái)混合器混合后，分南北兩側(cè)各通過(guò)10根橫向布置的多孔噴管在高溫過(guò)熱器前（設(shè)計(jì)煙氣溫度1014℃）均勻噴入爐內(nèi)。氨、空混合氣體在850～1100℃范圍內(nèi)不需要催化劑即可與煙氣中NOx發(fā)生反應(yīng)，大幅度降低了SCR入口NOx濃度，相應(yīng)也減少了SCR噴氨量，使煙氣中NH3分布不均性得到改善。同時(shí)由于SCR入口NOx濃度降低，相對(duì)使催化劑裕度增大，提高了反應(yīng)效率，有效控制了脫硝后煙氣中的NH3逃逸濃度。降低了在預(yù)熱器內(nèi)堵塞NH4HSO4的可能性。同時(shí)由于SCR與SNCR同時(shí)運(yùn)行，還提高了系統(tǒng)的可靠性。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)氨噴射系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)、合理的運(yùn)行調(diào)整和安裝SNCR脫硝系統(tǒng)，有效控制了氨逃逸，減少硫酸氫氨的生成，延緩了空預(yù)器堵塞情況的發(fā)生。

（2）通過(guò)正常運(yùn)行中合理的吹灰，檢修期間進(jìn)行預(yù)熱器受熱面高于水沖洗，保證了空預(yù)器受熱面清潔。

（3）增加空預(yù)器煙氣側(cè)、風(fēng)側(cè)阻力測(cè)點(diǎn)，直接有效的監(jiān)測(cè)預(yù)熱器阻力變化，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)增加吹灰次數(shù)，有效防止預(yù)熱器堵塞的情況發(fā)生。

通過(guò)設(shè)備改進(jìn)和運(yùn)行優(yōu)化燃燒調(diào)整、脫硝系統(tǒng)調(diào)整，空預(yù)器堵塞得到了有效的預(yù)防和控制。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：大唐河北發(fā)電有限責(zé)任公司馬頭熱電分公司）