火电厂脱硝装置性能测试

侯永超

华阳电业有限公司，福建 漳州 363105

火电厂脱硝装置性能测试

侯永超

华阳电业有限公司，福建 漳州 363105

后石电厂为600MW超临界机组，配有日立公司的脱硝装置（SCR）以降低氮氧化物的排放。本文介绍脱硝装置的喷氨调试及性能测试过程，并提供测试结果。试验中脱硝装置首先按NH3/NOx摩尔比设计值运行，调整每根脱硝管道的NH3喷入量，使SCR出口处烟道内NOx分布均匀，然后按不同摩尔比调整喷氨量，比较脱硝效果及残留氨含量，最后在较佳的摩尔比下测试SCR的各项性能参数。

电站锅炉；排放；脱硝；NOx

引言

随着氮氧化物排放污染的日趋严重，国家“十二五”期间加大了对火电厂氮氧化物排放的控制力度。而脱硝作为减少氮氧化物排放的主要手段，成为“十二五”期间火电企业面临的首要任务。排烟脱销装置在火电厂中的应用正逐步增多，如何能真正有效利用脱硝装置，后石电厂采用脱硝装置性能测试方法，找到脱硝效果较好，且尽量减少氨气残留的喷氨摩尔比。

1. 脱硝系统简介

后石电厂600MW超临界机组配有日立公司的选择性触媒还原烟气脱硝装置（Sslectibe Catalytic NOx Reduction System，以下简称SCR），系统由液氨装卸和供应系统、反应器系统、烟气系统和公用系统等组成。液氨从液氨槽车由卸料压缩机送入液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进入锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器内部反应，SCR反应器设置于空气预热器前，氨气在SCR反应器的上方，通过喷雾装置和烟气均匀分布混合，混合后烟气通过反应器内触媒层进行还原反应过程（图1）。氨气按1:19体积比与稀释空气混合后喷入烟道，在催化剂的作用下，发生如下反应。

图1 后石电厂SCR系统流程

2. 控制原理

根据反应方程式，NOx与NH3基本上时按1:1摩尔比反应，理想情况下，设定NH3/NOx摩尔比为1喷氨运行时，应去除所有的NOx，但考虑实际反映情况。排放要求以及运行成本，故摩尔比设计值在0.5左右，调试时变工况为0.4、0.5和0.6三档。

计算喷氨量=GF*GNOx*M×10-6（Nm3/h）

其中，GF-锅炉干烟气量（Nm3/h）

GNOx-NOx浓度（实际氧量值，ppmvd）

M-NH3/NOx摩尔比

氨气喷入烟道后，经导向叶片进入反应床，并且每根喷氨管装有手动调节阀调整氨的喷入量，已达到SCR出口NOx均匀分布，即各点NOx值的偏差在20%以内，偏差计算如下，

其中，CV——偏差，Xi——每点NOx值，——NOx平均值，n——测点数量

SCR装置的脱硝效率按下式计算:

=（SCR入口NOx浓度－SCR出口NOx浓度）／SCR入口NOx浓度×100%

3. SCR出口NOx偏差调整

机组在正常参数稳定运行，按NH3/NOx摩尔比设计值0.53，全开各根喷氨管道的手动调节阀，初步调整喷氨量，测试SCR出口NOx，比较各测点NOx值，再由手动调节阀调整各根管道的氨喷入量，再次测试SCR出口的NOx，最终调整至NOx值的偏差在20%以内，然后测试SCR出口NOx、残留NH3浓度值。

4. 最佳摩尔比

稳定锅炉运行工况，分别设定3个不同的NH3/NOx摩尔比进行喷氨，在每一个设定值下相应的测试SCR进口NOx、出口NOx、NH3，比较不同摩尔比的脱硝效果，残留氨量，选取合适的喷氨量或摩尔比。表一为后石电厂#3机组实测数据。

表1 测试数据

5. 结语

当喷氨量增加时，烟气中的NOx含量明显降低，当摩尔比按0.4/0.5/0.6变化时，SCR出口NOx变化为88/75/66 ppm，但氨残留量也随之增加，因氨残留量的增加，会产生硫酸氢氨，沉积在烟道后部空气预热器换热原件上，使其吸附灰尘造成空气预热器堵灰，从而缩短锅炉正常运行周期。综上本厂#3机组脱硝装置经性能测试后选择按0.4的NH3/NOx摩尔比进行喷氨控制。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.17.056

侯永超，男，工程师，主要从事火电厂运行工作。