煤粉鍋爐脫硝單元氨逃逸高原因分析及解決措施

李燚

摘要：鍋爐脫硝超低排放改造后，選擇性催化還原（SCR）脫硝反應(yīng)器出口NOx 質(zhì)量濃度分布不均和逃逸氨質(zhì)量濃度高的問(wèn)題突出，給機(jī)組運(yùn)行帶來(lái)隱患。通過(guò)改造噴槍，以及優(yōu)化操作，改善了SCR脫硝裝置運(yùn)行效果和提高脫硝運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：超低排放;氮氧化物;SCR脫硝;噴氨優(yōu)化;逃逸氨

1.裝置簡(jiǎn)介

化肥廠B鍋爐為東方鍋爐廠設(shè)計(jì)的145t單鍋筒高壓自然循環(huán)鍋爐，采用直吹式制粉系統(tǒng)和列管式空預(yù)器。2014年5月對(duì)鍋爐進(jìn)行脫硝改造，脫硝系統(tǒng)采用低氮燃燒系統(tǒng)+選擇性非催化還原（SNCR）系統(tǒng)+選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)聯(lián)合脫硝技術(shù)，2014年8月改造完成投用。

其中SNCR脫硝工藝用氨水作為還原劑，與煙氣中的NOx 反應(yīng)，將煙氣中的NOx還原為N₂和H₂O，達(dá)到降低煙氣中氮氧化物的目的。工藝上采用摩博泰柯自行研發(fā)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，系統(tǒng)包含了氨水噴射系統(tǒng)、Rotamix風(fēng)系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)，氨水噴槍布局為兩層布置，側(cè)墻12支噴槍（5*2+2*2）+后墻2支補(bǔ)充噴槍。

其SCR脫硝工藝?yán)蒙嫌蔚腟NCR系統(tǒng)中過(guò)剩的氨水，在脫硝催化劑作用下與氮氧化物進(jìn)一步反應(yīng)，對(duì)煙氣中氮氧化物進(jìn)一步脫除。

2.現(xiàn)象及原因

2018年，B鍋爐氨逃逸全年合格率為55%。給鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行造成很大壓力，首先體現(xiàn)在B鍋爐空預(yù)器因銨鹽局部結(jié)晶堵塞，造成鍋爐煙氣偏流，系統(tǒng)阻力升高，被迫停車清理空預(yù)器;其次，銨鹽在電除塵陰極絲上聚集，造成飛灰附著，電除塵效率下降，電場(chǎng)故障頻發(fā);第三，鍋爐受熱面腐蝕加重。

因燃燒配風(fēng)不合理、氨槍霧化不良、壓縮空氣壓力低、煙氣分布不均勻、干氣壓力波動(dòng)等原因，造成煙氣出口NOX高。為了保證NOX達(dá)標(biāo)排放，只能采取增進(jìn)氨水噴入量，使煙氣中氨逃逸長(zhǎng)時(shí)間高于6PPm，直接造成鍋爐空預(yù)器因銨鹽堵塞，停車清理兩次。為了保證鍋爐長(zhǎng)周期運(yùn)行，減輕受熱面腐蝕、堵塞現(xiàn)象，專門成立了降低B鍋爐氨逃逸，防止空預(yù)器堵塞解決難題小組。

3、改造后效果對(duì)比

因B鍋爐逃逸氨連續(xù)處于高限運(yùn)行甚至超出運(yùn)行指標(biāo)要求，車間嘗試對(duì)B鍋爐氨水噴槍進(jìn)行改造，采用新型式的氨水噴槍及噴頭。新氨水噴槍投入運(yùn)行60天，此期間因磨煤機(jī)震動(dòng)大撤煤一次外，均為煤氣混燒工況，投煤量10～15t，鍋爐負(fù)荷為90t～110t。

在鍋爐負(fù)荷、燃燒工況接近的情況下，B鍋爐7～9月份排放煙氣NOx排放濃度均合格，且兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)，煙氣NOx排放濃度基本持平。

從圖-2可以看出，在鍋爐負(fù)荷、燃燒工況接近的情況下，B鍋爐7～9月份氨水用量與1～3月份相比降低了約4m³/天，7～9月份氨水用量相對(duì)穩(wěn)定，波動(dòng)較小。分析認(rèn)為，在氨水噴槍更換前，如果維持相同的NOx排放濃度，必須使用更多的氨水。

在鍋爐負(fù)荷、燃燒工況接近的情況下，結(jié)合圖-1煙氣NOx排放濃度、圖-2氨水用量數(shù)據(jù)對(duì)比，B鍋爐1～3月份逃逸氨濃度數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，當(dāng)氨水用量增加后，氨逃逸急劇升高，這是因?yàn)榘彼c煙氣反應(yīng)不夠充分，必須增加噴氨量以保證NOx合格排放，反應(yīng)不均勻又進(jìn)一步導(dǎo)致氨水過(guò)剩，逃逸氨數(shù)據(jù)升高;使用新形式氨水噴槍后，7～9月份逃逸氨濃度更穩(wěn)定，受噴氨量波動(dòng)的影響較小，說(shuō)明更換氨水噴槍后，噴頭的霧化效果更好，氨水與煙氣反應(yīng)更充分。

4、氨水噴槍型式對(duì)比

從圖-3可以看出，更換后的氨水噴槍采用快速接頭進(jìn)行連接，在日常檢查維護(hù)時(shí)，一人即可完成拆裝，無(wú)需扳手等工具，方便對(duì)噴頭進(jìn)行拆卸和清理維護(hù)，同時(shí)，減少了一處絲扣連接，降低了靜密封點(diǎn)數(shù)量，使氨水管線、壓縮空氣管線布局更優(yōu)化。

5、結(jié)論

（1）B鍋爐更換新型式噴槍后，在相近投煤負(fù)荷情況下，在保證NOx排放合格的基礎(chǔ)上，B鍋爐每日氨水用量比更換前降低了40%～60%，日平均氨逃逸比更換前大幅度降低，且數(shù)據(jù)更穩(wěn)定。

（2）新型式氨水噴槍采用快速接頭，方便拆卸和清理維護(hù)。

（3）B鍋爐氨水噴槍更換后投用至今已兩個(gè)多月，根據(jù)試用期間各項(xiàng)數(shù)據(jù)的情況以及現(xiàn)場(chǎng)清理檢查的情況，建議A、C兩爐廣泛采用新型式氨水噴槍。

參考文獻(xiàn)：

[1] 超低排放改造后SCR出口NOx分布及逃逸氨濃度評(píng)估研究 馬大衛(wèi)? 《中國(guó)電力》2017年 第5期

[2] 火電廠SCR脫硝系統(tǒng)噴氨優(yōu)化調(diào)整及煙氣取樣方法改進(jìn) 毛奕升 《中國(guó)電力》2017年 第4期