關(guān)于燃煤電廠脫硝系統(tǒng)氨逃逸率降低

翟鵬霄

摘要：作為燃煤電廠煙氣脫硝處理技術(shù)主要為選擇性催化還原（SCR），沒(méi)有副產(chǎn)物，技術(shù)成熟，脫硝效率高，運(yùn)行可靠，便于維護(hù)，是工程上應(yīng)用最多的煙氣脫硝技術(shù)。但更低的NOx排放引起氨逃逸的升高，也成為了各大電廠不可避免所面臨的的問(wèn)題[1]。

關(guān)鍵詞：氨逃逸;脫硝;SCR

邢臺(tái)熱電有限責(zé)任公司2*350MW超臨界機(jī)組采用的脫硝還原劑液氨有效成份NH3。采用雙反應(yīng)器，反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器和空預(yù)器之間，脫硝裝置采用3+1布置，即3層運(yùn)行1層備運(yùn)。煙氣在鍋爐省煤器出口處被平均分為兩路，即每臺(tái)鍋爐配有2個(gè)反應(yīng)器，煙氣經(jīng)過(guò)均流器后進(jìn)入催化劑層，然后進(jìn)入空預(yù)器、電除塵器、引風(fēng)機(jī)和脫硫裝置后，排入煙塔。在進(jìn)入煙氣催化劑前設(shè)有氨注入系統(tǒng)，煙氣與氨氣充分混合后進(jìn)入催化劑層發(fā)生反應(yīng)脫去NOx。脫硝SCR裝置配有聲波吹灰，以及18臺(tái)蒸汽耙式吹灰器[2]。

二、防止氨逃逸升高的應(yīng)對(duì)方法：

2.1保持催化劑活性

SCR脫硝催化劑的壽命一般在5～6年，因此SCR脫硝裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，催化劑活性會(huì)逐漸衰減，脫硝效率將會(huì)降低，氨逃逸率將會(huì)增加。當(dāng)脫硝效率達(dá)不到設(shè)計(jì)值或不能滿足環(huán)保排放要求時(shí)，為確保余熱鍋爐的安全運(yùn)行，要及時(shí)在停機(jī)大小修時(shí)進(jìn)行更換或進(jìn)行清洗或安裝備用層催化劑。

2.2保持催化劑的清潔

保持催化劑的清潔，保證催化劑的活度，消除煙氣通過(guò)脫硝催化劑時(shí)遺留的粉塵，是降低氨逃逸的根本措施。運(yùn)行中要采取合理的吹灰制度，保證聲波吹灰和蒸汽吹灰的有效投入。

2.3控制好煙氣溫度

鍋爐煙氣溫度NH3還原NOx的最佳反應(yīng)溫度在300～420℃，當(dāng)煙氣溫度低于300℃時(shí)，NH3無(wú)法全部與NOx反應(yīng)。因此應(yīng)通過(guò)系統(tǒng)改造或盡量提高機(jī)組負(fù)荷，使煙氣溫度300℃以上。如長(zhǎng)時(shí)間煙氣溫度達(dá)不到要求，應(yīng)聯(lián)系省調(diào)申請(qǐng)漲負(fù)荷。

2.4優(yōu)化噴氨調(diào)節(jié)品質(zhì)，提高噴氨格柵的均勻性

進(jìn)行煙道噴氨格柵均布試驗(yàn)，做到在任何負(fù)荷下，噴氨格柵斷面噴氨均勻，與煙氣量匹配。提高噴氨格柵均勻性，利用網(wǎng)格法實(shí)時(shí)監(jiān)控噴氨格柵的均勻性。應(yīng)聘請(qǐng)有資質(zhì)的試驗(yàn)所每半年在線調(diào)節(jié)一次噴氨格柵均勻性。請(qǐng)高水平的電研院做催化劑性能測(cè)試試驗(yàn)，做到在任何負(fù)荷下，催化劑后的NOx均勻。

2.5保證催化劑后的煙氣NOx均勻

消除煙氣流量不均造成氨逃逸的增大，定期測(cè)試脫硝反應(yīng)器出口NOx濃度和剩余NH3濃度分布，及時(shí)調(diào)整AIG各支管噴氨流量，使煙氣中NOx分布和噴入的NH3濃度相匹配，消除由于煙氣流量不均造成氨逃逸的增大。

2.6優(yōu)化自動(dòng)調(diào)節(jié)方式

由于脫硝工程CEMS系統(tǒng)測(cè)量存在明顯滯后，且反應(yīng)器和催化劑也都是時(shí)間滯后環(huán)節(jié)。因此，如果存在由于出口NOx波動(dòng)較大或者催化劑原因?qū)е驴刂菩Ч荒軡M足要求?？梢詮囊韵聨c(diǎn)改善調(diào)節(jié)品質(zhì)：（1）改變調(diào)節(jié)器參數(shù)（2）縮短N(yùn)Ox分析儀采樣管線，以保證對(duì)煙氣分析的快速響應(yīng)。（3）采用能夠更快速預(yù)測(cè)NOx變化的信號(hào)，例如燃料量、氧量。

三、燃燒調(diào)整及運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

3.1氧量調(diào)整

不同氧量對(duì)SCR反應(yīng)器入口氮氧化物、出口氨逃逸有不同的影響，鍋爐燃燒氧量增大時(shí)SCR反應(yīng)器入口氮氧化物增加，氨逃逸也隨之增加。不同負(fù)荷、氧量下SCR反應(yīng)器入口氮氧化物。隨著鍋爐燃燒氧量的增大，在保證出口氮氧化物值相對(duì)穩(wěn)定的前提下，SCR反應(yīng)器入口氮氧化物相應(yīng)增加，噴氨量增加，氨逃逸也隨之增加的風(fēng)險(xiǎn)變大。在負(fù)荷發(fā)生變化，特別是降負(fù)荷過(guò)程中，燃料量短時(shí)間內(nèi)下降，風(fēng)量跟隨調(diào)整滯后，爐膛氧量隨之短暫升高，造成入口氮氧化物生成量突升，噴氨量也急劇升高，造成氨逃逸率升高。

所以在保證鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)要盡量降低鍋爐燃燒氧量。

3.2不同磨煤機(jī)組合方式對(duì)氨逃逸的影響

在其它條件相同的情況下，不同磨煤機(jī)組合方式對(duì)SCR反應(yīng)器入口氮氧化物、SCR反應(yīng)器出口氨逃逸有不同影響。運(yùn)行下層磨煤機(jī)相當(dāng)于延長(zhǎng)了火焰長(zhǎng)度，SCR反應(yīng)器入口氮氧化物、SCR反應(yīng)器出口氨逃逸隨之降低。

在煤量不大于120t/h時(shí)，且負(fù)荷沒(méi)有繼續(xù)上升趨勢(shì)時(shí)，盡量維持下層三臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行;盡量少開(kāi)啟上層磨運(yùn)行，上層磨煤機(jī)的運(yùn)行極大增加了NOx的生成量。

3.3 NOx風(fēng)量對(duì)氨逃逸的影響

合理使用NOx風(fēng)，根據(jù)鍋爐燃燒情況及時(shí)調(diào)整NOx風(fēng)門。在其它工況相同的情況下，不同NOx開(kāi)度情況下，煙氣中的氮氧化物生成量不同。在相同負(fù)荷下不同NOx風(fēng)量的脫硝統(tǒng)計(jì)表明，不同的NOx風(fēng)量對(duì)脫硝入口NOx和脫硝出口NH3氨逃逸會(huì)有不同的影響?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)總結(jié)，將上、下層NOx風(fēng)門開(kāi)度調(diào)整至70%左右開(kāi)度時(shí)，所需噴氨量相對(duì)較小，氨逃逸率最低，但是需要考慮爐膛燃燒情況，合理分配二次風(fēng)用量，應(yīng)當(dāng)以具體工況安全基礎(chǔ)上調(diào)整風(fēng)門開(kāi)度。

3.4脫硝效率對(duì)氨逃逸的影響

脫硝效率越高對(duì)應(yīng)氨逃逸率明顯升高，通過(guò)監(jiān)控脫硝效率作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，可保證氨逃逸率在可控范圍區(qū)間，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)觀察，脫硝效率和氨逃逸率成反比關(guān)系，當(dāng)脫硝效率大于97%，氨逃逸率高于2.0，當(dāng)脫硝效率高于98%，氨逃逸率將達(dá)到2.0-6.0之間，當(dāng)脫硝效率大于99%，氨逃逸率將大于6.0。

四、總結(jié)與展望

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)整檢測(cè)，控制脫硝出口氮氧化物小時(shí)平均值不超過(guò)地方標(biāo)準(zhǔn)30mg/Nm3，瞬時(shí)值不超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)50mg/Nm3的前提下。得出以下結(jié)論：

調(diào)整發(fā)現(xiàn)，負(fù)荷調(diào)峰過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置管線與自動(dòng)控制邏輯優(yōu)化存在調(diào)整滯后問(wèn)題。負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定工況，氧量低，煙氣中NOx濃度小，脫硝效率高，氨逃逸率高;氧量高，煙氣中NOx濃度小，氨逃逸率降低;NOx在負(fù)荷高時(shí)總量明顯比低負(fù)荷時(shí)高出一個(gè)級(jí)別且煙氣流速加快，在額定氨氣量的情況下與NOx在催化劑表面不能充分反應(yīng)，只能增大噴氨量來(lái)保保證出口NOx符合環(huán)保要求，從而造成負(fù)荷高時(shí)，氨逃逸率超標(biāo)。從根本上分析，是由于入口NOx總量的升高，噴氨量的增大，造成氨逃逸率的升高。

參考文獻(xiàn)

[1]于洪，劉慷.選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)在玉環(huán)電廠431000MW機(jī)組上的應(yīng)用[J].電力環(huán)境保護(hù)，2009，25（3）：1-3.

[2]邢臺(tái)熱電有限責(zé)任公司.運(yùn)行規(guī)程下冊(cè).2018

[3]火電廠氮氧化物控制技術(shù)劉建民，薛建明，王小明，中國(guó)電力出版社