某電廠600MW機(jī)組SCR優(yōu)化調(diào)整研究

何逸森

（廣州南大環(huán)保科技有限公司 廣東廣州 510070）

引言

進(jìn)行脫硝系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整，其目的是為了在保證脫硝效率的同時(shí)使氨逃逸率達(dá)到最小，并合理控制脫硝副反應(yīng)發(fā)生的程度[1,2]。通過調(diào)整反應(yīng)器內(nèi)局部區(qū)域的供氨量，在反應(yīng)器出口建立均勻、穩(wěn)定的NOx分布，使SCR脫硝系統(tǒng)在保持理想脫硝效率的同時(shí)，保持最小的氨逃逸率和良好的可控性運(yùn)行，以節(jié)省噴氨量并減小對空預(yù)器的危害，使脫硝系統(tǒng)在環(huán)保排放達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，兼顧節(jié)約運(yùn)行成本。

本研究通過在鍋爐高中低負(fù)荷條件下測試脫硝效率、氨逃逸濃度以及SO2/SO3轉(zhuǎn)化率，為SCR脫硝系統(tǒng)的全過程管理提供技術(shù)數(shù)據(jù)，以保證SCR和空預(yù)器的安全運(yùn)行。

1 SCR裝置設(shè)計(jì)性能值

SCR裝置設(shè)計(jì)性能值為：脫硝效率≥80%，氨逃逸濃度≤3μL/L，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率≤1.0%。

2 實(shí)驗(yàn)儀器

煙氣分析儀(西門子U6型、testo 350型)、煙氣預(yù)處理器、自動煙塵(氣)測試儀(嶗應(yīng)3012H型)等。測點(diǎn)布置在脫硝裝置脫硝裝置入口和出口煙道，在預(yù)留的煙氣采樣孔中采用網(wǎng)格法布點(diǎn)進(jìn)行測試。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 優(yōu)化調(diào)整前后脫硝性能

優(yōu)化調(diào)整前后脫硝效率，SCR出口NOx濃度以及NOx均勻度如圖1和圖2所示。結(jié)果表明，優(yōu)化調(diào)整前，脫硝效率在不同負(fù)荷下均在80%以下，且SCR出口濃度在42mg/Nm3～56mg/Nm3之間波動，變化幅度較大，而NOx均勻度則在20%～30%之間。優(yōu)化調(diào)整后，各項(xiàng)指標(biāo)趨于穩(wěn)定。調(diào)整后脫硝效率均保持在80%以上，滿足設(shè)計(jì)性能要求，在460MW時(shí)達(dá)到最大，為85%；SCR出口NOx濃度為31mg/Nm3～35mg/Nm3，變化幅度較小，NOx均勻度也保持在16%～19%之間。總體而言，優(yōu)化調(diào)整后脫硝效率及均勻度均有較大程度改善。

圖1 優(yōu)化調(diào)整前后脫硝效率的變化

圖2 優(yōu)化調(diào)整前后SCR出口NOx濃度及均勻度

3.2 優(yōu)化調(diào)整前后氨逃逸率

優(yōu)化調(diào)整前后氨逃逸率的變化如圖3所示。優(yōu)化調(diào)整前，氨逃逸率濃度在各負(fù)荷條件下均大于3μL/L，并不滿足設(shè)計(jì)性能值(≤3μL/L)的要求。優(yōu)化調(diào)整后，各負(fù)荷下的氨逃逸率均出現(xiàn)一定程度的降低，均在3μL/L以下。結(jié)果表明，優(yōu)化調(diào)整后，噴氨均勻性均得到明顯改善，消除了局部較大的氨逃逸濃度，降低了氨逃逸率。

圖3 優(yōu)化調(diào)整前后氨逃逸率的變化

3.3 優(yōu)化調(diào)整前后SO2/SO3轉(zhuǎn)化率

優(yōu)化調(diào)整前后SO2/SO3轉(zhuǎn)化率的變化如圖4所示。優(yōu)化調(diào)整前，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率均在1.0%以上，不符合SO2/SO3轉(zhuǎn)化率≤1.0%的性能保證值要求。調(diào)整后，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率在0.69%～0.71%之間小范圍波動。SO2在催化劑的作用下，在適合溫度時(shí)會向SO3轉(zhuǎn)化，生成的SO3進(jìn)而與煙氣中的水或NH3發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸銨和硫酸氫銨[3]。在150～230℃溫度區(qū)間，硫酸氫銨是一種高粘性液態(tài)物質(zhì)，易冷凝沉積在空預(yù)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。硫酸氫銨造成的積灰清除比較困難，嚴(yán)重時(shí)需停機(jī)進(jìn)行離線清洗或者人工方式清除，給機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大的危害[4]。因此，有必要采取措施降低SO2/SO3轉(zhuǎn)化率，以保證機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。

圖4 優(yōu)化調(diào)整前后SO2/SO3轉(zhuǎn)化率

結(jié)語

噴氨優(yōu)化調(diào)整改善了SCR脫硝裝置噴氨均勻性，提高了SCR性能。噴氨優(yōu)化調(diào)整后，在各負(fù)荷條件下，SCR系統(tǒng)的脫硝效率、氨逃逸率以及SO2/SO3轉(zhuǎn)化率均能滿足設(shè)計(jì)性能值要求，脫硝效率為 81%～85%，氨逃逸率為2.5μL/L～2.8μL/L，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率為0.68%～0.71%。

[1]曹志勇,譚城軍,李建中,等.燃煤鍋爐SCR煙氣脫硝系統(tǒng)噴氨優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)[J].中國電力,2011,44(11):55-58.

[2]梁川,沈越.1000MW機(jī)組 SCR煙氣脫硝系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行[J].中國電力,2012(2012年01):41-44.

[3]王杭州.SCR對脫硝效率及SO2轉(zhuǎn)化影響分析[J].電力科學(xué)與工程,2008,24(5):17-21.

[4]趙乾.SCR煙氣脫硝系統(tǒng)模擬優(yōu)化及噴氨量最優(yōu)控制[D].重慶:重慶大學(xué),2012.