國內(nèi)某電廠燃煤鍋爐SCR脫硝性能評價

何煥然

（廣東省工業(yè)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化推廣中心 廣東廣州 510651）

引言

近年來，我國經(jīng)濟保持快速增長趨勢，而用電量也隨之大幅攀升。燃煤發(fā)電依舊是我國發(fā)電量占比最高的產(chǎn)電方式。燃煤發(fā)電過程中產(chǎn)生大量的氮氧化物，氮氧化物是形成酸雨、光化學(xué)煙霧污染和城市灰霾天氣等一系列環(huán)境污染問題的重要因素，已引起了國際社會的關(guān)注[1-3]。在燃煤電廠中去除氮氧化物最主要的方法是選擇性催化還原法(SCR)[4]。但各個電廠的SCR運行情況均存在一定差異。因此，有必要對電廠SCR運行進行性能評價，為眾多SCR提供運行借鑒經(jīng)驗。

本研究針對國內(nèi)某一電廠的燃煤鍋爐，考察機組在不同負(fù)荷下的運行工況，主要考察了脫硝效率、氨逃逸率、氨氮摩爾比以及3組氨噴槍單獨運行時SCR出口NOx均勻度等參數(shù)。

1 實驗儀器

煙氣分析儀、煙氣預(yù)處理器、自動煙塵(氣)測試儀等。測點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)格法布點進行測試。

2 試驗結(jié)果及分析

2.1 脫硝效率

在不同的負(fù)荷條件下，脫硝效率均能保持在80%左右，并沒有出現(xiàn)由于負(fù)荷的大幅度變化而導(dǎo)致的脫硝效率大幅度波動，出口NOx濃度均能保持在10mg/Nm3左右，表明SCR對負(fù)荷的變化不敏感。

圖1 SCR出口NOx濃度及脫硝效率

2.2 氨逃逸率

氨逃逸率隨著負(fù)荷的下降而下降。在100%負(fù)荷條件下，氨逃逸率最高，為 2.7ppm(標(biāo)態(tài)，干基，15%O2，下同)，而從在線顯示值來看，SCR反應(yīng)器的氨逃逸率較高，為4.6ppm，與實際測量值偏差較大。在75%和50%負(fù)荷條件下，均存在這種情況。說明在線數(shù)據(jù)并不可信，應(yīng)定期對在線儀器進行校正。

圖2 SCR實測與在線氨逃逸率

2.3 氨氮摩爾比及氨水消耗量

機組負(fù)荷為100%時，氨氮摩爾比為0.9，表明SCR系統(tǒng)中氧化劑與還原劑反應(yīng)比接近1∶1，即SCR系統(tǒng)中反應(yīng)較為完全。而隨著負(fù)荷的降低，氨氮摩爾比出現(xiàn)了一定程度的下降，但也都保持在0.8以上。實驗結(jié)果表明，SCR系統(tǒng)中應(yīng)盡量保持在設(shè)計工況，以保證物料沒有出現(xiàn)浪費以節(jié)省運行成本。

圖3 氨氮摩爾比和氨水耗量的變化曲線

2.4 各氨噴槍單獨運行時NOx均勻度

實驗結(jié)果顯示，在100%機組負(fù)荷條件下，只運行中心噴槍或B周向噴槍時，NOx和CV值都較高，分別為31.5 mg/Nm3、30.1 mg/Nm3以及13.5、18.0，表明此時SCR中流場分布變化較大，不利于控制SCR出口NOx平均濃度。A周向噴槍在3組氨噴槍中變現(xiàn)最好，但也在75%負(fù)荷時NOx的CV值也接近20%。不同負(fù)荷段下出口NOx均勻度沒有規(guī)律可循，主要因為SCR反應(yīng)器內(nèi)部煙氣流場變化較大。如果高負(fù)荷下要控制較低NOx排放濃度，建議3組周向噴槍同時啟用；中低負(fù)荷情況下，啟用其中A或B周向噴槍，以保證出口NOx平均濃度達到目標(biāo)濃度。

圖4 各組氨噴槍單獨運行時SCR出口NOx濃度

圖5 各組氨噴槍單獨運行時SCR出口NOx均勻度

結(jié)語

（1）在不同的負(fù)荷條件下，SCR的脫硝效率均能保持在80%左右，SCR對負(fù)荷的變化不敏感。機組在100%負(fù)荷條件下氨逃逸率和氨氮摩爾比最高，分別為2.7ppm和0.9。在線與實測數(shù)據(jù)相差較大，應(yīng)定期對其校正。。

（2）只運行A周向噴槍，NOx的均勻度相對較好。高負(fù)荷下要控制較低NOx排放濃度，建議3組周向噴槍同時啟用。

[1]楊冬,徐鴻.SCR煙氣脫硝技術(shù)及其在燃煤電廠的應(yīng)用[J].電力環(huán)境保護,2007,23(1):49-51.

[2]趙毅,朱洪濤,安曉玲,等.燃煤電廠SCR煙氣脫硝技術(shù)的研究[J].電力環(huán)境保護,2009,25(1):7-10.

[3]陳彪,李輝,金東春,等.1000MW燃煤機組SCR煙氣脫硝系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗[J].電站系統(tǒng)工程,2012,28(5):30-32.

[4]沈峰.電廠煙氣脫硝技術(shù)[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2016(08):190-191.