SCR脫硝系統噴氨優化調整試驗

　　SCR脫硝系統噴氨優化調整試驗
 

　　為了調高脫硝系統效率，在滿足環保超低排放標準的前提下，減少噴氨量、降低氨逃逸率、降低空預器堵塞風險，對某電廠超臨界2×700 MW燃煤機組脫硝系統進行噴氨優化調整試驗。通過調整噴氨手動門開度，合理調節SCR噴氨量，使SCR脫硝系統出口氮氧化物濃度分布的均勻性得到改善，降低了局部氨逃逸峰值，降低了空預器堵塞的風險。
 

　　隨著火電廠最新大氣污染排放標準的頒布及煤電節能減排升級與改造行動計劃的實施，燃煤電廠必須更加嚴格地控制煙氣中NOx的排放量。選擇性催化還原( SCR)脫硝技術因脫硝效率高且運行穩定可靠，而被廣泛應用于燃煤電廠。
 

　　脫硝效率、噴氨量大小和氨氣逃逸率是衡量 SCR 脫硝系統運行是否良好的重要依據。電廠在實際運行過程中，由于負荷、鍋爐燃燒工況、煤種、噴氨格柵閥門開度、煙道流場均勻性、吹掃間隔時間等因素均會影響 SCR 脫硝效率和氨逃逸率。逃逸氨在空預器中會生成黏性的硫酸銨或硫酸氫銨，減小空預器流通截面，造成空預器堵灰。空預器堵灰不僅影響鍋爐運行的經濟性。pH做為基本的污水指標，勢必成為供求的熱點，這對廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國的環保事業帶來可觀的經濟效益。我們美國BroadleyJames生產的E-1312 pH電極經久耐用，質量可靠，測試準確，廣泛應用于各級環保污水監測以及污水處理過程。而且顯著降低鍋爐安全性，嚴重影響脫硝機組的安全穩定運行。
 

　　目前燃煤電廠可以選擇新型的 SCR 脫硝系統噴氨格柵類型、布置方式及改造噴氨管 ，調整噴氨量和噴復均勻性，改進催化劑入口氨氮比，優化煙氣導流板布置、煙氣流速的均布性，或研發與應用煙氣脫硝系統自動控制技術。通過提升自控系統穩定性和可靠性等措施，可提高 SCR 脫硝系統出口NOx分布均勻性，防止局部氨選逸超標，減輕空預器堵灰、腐蝕、運行阻力等問題。
 

　　某廠由于投產時間早，投產時由于國家環保要求不高，脫硝系統按出口氮氧化物排污濃度 200mg/m3設計。隨著國家環保要求的提升，為滿足發改能源〔2014〕2093 號文件《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014—2020 年)》的要求，該廠將氮氧化物排放濃度穩定的控制到 50 mg/ m3以下，該廠進行了 SCR 煙氣脫硝提效改造，主要是加裝 5 號爐第三層及 6 號爐第二層催化劑來達到 NOx濃度超低排放。
 

　　通過上述改造措施，能夠將氮氧化物濃度控制到 50 mg/ m3以下，但運行過程中存在局部氨逃逸偏大，自動跟蹤系統滿足不了運行要求等問題，導致還原劑耗量高、空預器阻力上升較快等問題。因脫銷系統投產時 SCR 煙氣脫硝系統采用傳統的線性控制式噴氨格柵技術。
 

　　而目前脫硝系統新型結構改造經濟成本高、周期長，在現有 SCR 脫硝系統中開展噴氨優化調整試驗，是目前提高氨利用率、減少 NOx污染物排放的主要手段，調節 SCR 脫硝系統噴氨量，改善 SCR 脫硝系統出口 NOx分布均勻性和氨利用率。
 

　　1 試驗對象及參數
 

　　該廠 700 MW 超臨界燃煤 5、6 號機組的煙氣脫硝系統采用選擇性催化還原法(SCR)脫硝工藝和板式催化劑，催化劑按“2 +1"模式布置，選用二氧化鈦、釩化合物作為催化劑，采用液氨制備脫硝還原劑。
 

　　SCR 煙氣脫硝系統采用線性控制式噴氨格柵技術。噴氨格柵中各組噴嘴之間的氣氨噴射具有較強的獨立性。SCR 脫硝系統入口每側布置 3 層上下交錯的噴氨格柵，21 支控制噴氨量分配的噴氨手動門。每個手動門控制3根支管。每組3個手動門分別對應煙道截面前后部分噴氨。
 

　　1.1 試驗儀器及調整方法
 

　　SCR 脫 硝 系 統 噴 氨 優 化 試 驗 是 根 據 GB/T16157—1996《 固定污染源排氣中顆粒物測定 與氣態污染物采樣方法》，DL/T 335— 2010《火電廠煙氣脫硝(SCR)裝置運行技術規范》開展的。
 

　　根據測定的 SCR 脫硝系統出口 NOx濃度分布情況，調整手動閥門開度，對應調節噴氨流量[1]。試驗時要保證煤質負荷及配風方式等條件的穩定。由于鍋爐爐型、燃燒方式、燃用煤種的限制，目前的設備狀況決定了該廠 5、6 號鍋爐爐膛出口氮氧化物已經沒有明顯改進空間，故在設備不進行改造的情況下無法通過燃燒調整顯著降低 SCR 入口的 NOx產生濃度。
 

　　同時，由于 5、6 號鍋爐爐膛較寬，爐膛出口氮氧化物濃度分布均勻性偏差較大。根據投運磨組合方式、機組運行負荷、煤質等的不同，鍋爐爐膛出口 NOx濃度分布均勻性偏差較大。
 

　　目前爐膛出口 NOx濃度大小相差約±50 mg/m3，環保政策超低排放限制要求煙囪入口 NOx濃度低于 50 mg/m3，為保證 NOx濃度不超標，實際運行時一般都要求控制 NOx濃度低于 40mg/m3，此種情況下，容易出現局部位置的入口 NH3/NOx摩爾比超過1.0，造成局部氨逃逸過大，進而引發局部氨逃逸過大導致的空預器阻力快速上升問題[5]。
 

　　為此，通過進行噴氨調整試驗來評估現有流場和氨混合系統能夠滿足超低排放需要，并決定是否需要進一步改造。