提高SCR系统脱硝效率及投运率的措施

王登香

（大唐淮南洛河发电厂，安徽 淮南 232008）

提高SCR系统脱硝效率及投运率的措施

王登香

（大唐淮南洛河发电厂，安徽 淮南 232008）

介绍了某电厂SCR系统的运行情况，分析了造成其脱硝效率和投运率低的原因，并从优化燃烧控制、加强运行调整、合理使用燃烧器摆角等方面采取了针对性的措施，提高了SCR系统的脱硝效率和投运率。

烟气脱硝；选择性催化还原；投运率

0 引言

为了降低烟气污染物的排放量，同时保护环境和改善电厂及其周边地区的空气质量，某电厂对3期工程2×630 MW超临界燃煤发电机组实施了烟气脱硝改造。脱硝系统采用SCR(selective catalytic reduction，选择性催化还原)技术，即以尿素作为还原剂，经热解、升温和雾化后，烟气中的NOx在催化剂作用下，生成无污染的气体后排放到大气中。脱硝装置的设计烟气处理能力以锅炉BMCR(boiler maximum continuous rating，锅炉最大连续蒸发量)工况时的100 %烟气量为参考，脱硝效率不得小于82 %，NOx排放浓度不得超过100 mg/Nm3，氨的逃逸率不得大于3 ppm。

1 脱硝系统运行情况

5，6号炉脱硝系统分别于2012年6月和2011年12月投入运行，在运行过程中各项指标基本正常，但在夜间因机组负荷低，烟气温度达不到催化剂的使用温度，造成脱硝系统频繁解列，增大了烟气中NOx的排放浓度。在冬季环境温度较低时，由于脱硝系统解列后，尿素喷枪流通处的残余水结冰或尿素溶液结晶，造成脱硝系统不能及时投运，导致脱硝投运率和脱硝效率较低。

该地区脱硝电价补偿从2013年1月开始执行，但因3期2台机组脱硝系统的投运率及效率达不到要求，未能充分享受脱硝电价补偿。根据脱硝电量的计算方法，只有脱硝SCR反应器出口浓度应小于100 mg/Nm3、脱销效率大于70 %且综合效率达70 %时，机组的发电量才计入脱硝电价，才能正常享受脱硝电价补偿。

结合该厂锅炉的实际情况，经过认真分析，发现了造成SCR系统脱硝效率和投运率低的主要因素有如下几点。

(1) 运行调整不合理。在机组运行过程中，不能及时根据燃料品质的变化调整锅炉总风量，导致脱硝SCR进口NOx含量变化过大，造成出口NOx浓度超限。

(2) 脱硝系统自动跟踪缓慢。在机组负荷变化时，脱硝系统尿素喷枪自动跟踪速度缓慢，氨气进气量不够，造成SCR出口NOx浓度超限。

(3) 燃烧器摆角幅度偏小。在机组负荷低时，四角切圆燃烧锅炉可利用燃烧器上摆，提高锅炉火焰中心高度，以提高烟气温度和再热汽温。但若燃烧器摆角幅度偏小，则可能导致烟气温度和再热汽温偏低，甚至导致脱硝系统解列。

(4) 吹灰频率和方式不合理。燃煤锅炉燃烧后产生的飞灰部分存积在受热面上，若一次性炉本体吹灰完全，虽然能短时提高蒸汽参数，但也造成夜间低负荷时烟温降低，造成脱硝系统解列的后果。

(5) 机组负荷的影响。该厂3期2台机组夜间负荷较低，运行磨煤机台数较少，火焰中心温度降低，造成烟温和再热汽温达不到设计值，导致SCR脱硝效率低。

(6) 脱硝系统解列后尿素喷枪堵塞或结冰。冬季脱硝系统解列后自动进行水冲洗，但由于水压过低不能彻底将喷枪内残留的尿素溶液冲洗干净，或水留存在喷枪内结冰，导致脱硝系统在满足投运条件时不能及时投运。

(7) 脱硝系统的CEMS(continuous emission monitoring system，烟气在线监控系统)吹扫时间不合理。脱硝系统的CEMS测量装置需定时吹扫，以防止烟气中的灰尘堵塞测量元件，影响数据的准确性；但CEMS测量装置吹扫时间与调度脱硝参数的打点时间重合，造成CEMS吹扫时数据不合格，影响脱硝电量的计算。

2 采取的措施

2.1 优化燃烧控制

对燃烧过程进行分级控制，在富燃料区使主燃烧区保持在适当的缺氧状态。在燃烧的末级阶段，用SOFA(separated over fire air，分隔燃烬风)对未完全燃烧的煤粉进行氧气补充，使其进行再燃烧，以降低炉内中心温度，减少NOx的产生。根据此控制方法，脱硝反应器的入口NOx浓度由原来设计的440 mg/Nm3左右降至330 mg/Nm3左右，为脱硝反应器的出口NOx浓度降到100 mg/Nm3以下提供了有利条件，并且减少了喷氨量，降低了运行成本。

2.2 加强运行调整

根据机组负荷和燃料品质的变化，提前手动干预尿素喷枪的喷气量，确保SCR出口NOx浓度在100 mg/Nm3以下。

2.3 合理使用燃烧器摆角

当机组负荷较高时，将燃烧器下摆，以降低烟气温度，减少再热器减温水的使用量，提高机组的经济性。当机组负荷较低时，将燃烧器上摆，提高再热汽温和烟气温度，避免脱硝系统解列。

2.4 改变锅炉本体吹灰方式和频率

锅炉本体原每隔1天进行本体全面吹灰1次，吹灰后蒸汽参数可显著提高，但再热器减温水的使用量明显增加，实际上并未真正提高机组的综合效率；同时，在机组负荷降低时，易导致脱硝系统解列。当第2天不吹灰时，再热汽温明显降低。通过按单、双号吹灰器每天进行吹灰的方式，保证了再热汽温，减少了再热器减温水的使用量，提高了机组的综合效率，也避免了脱硝系统在机组低负荷时因烟温低而解列的风险。

2.5 在热解炉喷枪处加盖板房和提高冲洗水压

冬季脱硝系统解列后，由于尿素喷枪水压过低，喷枪内的残留物易结冰或结晶。通过加大水压和加盖板房，可使尿素喷枪被冲洗干净，同时避免喷枪内残留物结冰或结晶，确保脱硝系统在具备投运条件时能及时投运，提高脱硝系统的投运率。

2.6 合理变更脱硝系统的CEMS测量装置吹扫时间

修改CEMS测量装置吹扫时间，避开整点调度打点时间，既保证了CEMS装置正常测量，也保证了调度打点数据合格，提高了脱硝合格率。

2.7 合理利用国家政策

当电网负荷需求下降时，应及时转移负荷，确保1台炉脱硝系统能正常运行，以享受脱硝电量补贴。可将停运脱硝系统的另1台机组负荷降至50 %以下，从而提高脱硝系统的投运率。

3 结束语

通过采取低氮燃烧技术，加强运行调整，改变锅炉本体吹灰方式和频率等措施，并且在运行人员精心调整下，该厂3期的脱硝电量补贴从低于80 %提高到96 %～99 %。这样，不仅降低了NOx的排放量，也获得了突出的经济效益，每年多争取脱硝电价补贴1 000万元以上。

2014-01-15

王登香(1974-)，男，工程师，主要从事火电厂运行管理工作，email：wangdengxiang3685@163.com。