1000MW机组SCR脱硝系统运行中的问题及措施

王磊，李海军，陈兰鹏

(中电投平顶山发电分公司，河南平顶山 467000)

1000MW机组SCR脱硝系统运行中的问题及措施

王磊，李海军，陈兰鹏

(中电投平顶山发电分公司，河南平顶山 467000)

针对某电厂1000MW机组SCR脱硝系统运行中出现的突出问题，分析原因并提出治理措施，经实践检验，通过优化燃烧调整、对氨喷射系统及导流板进行优化、更换液氨蒸发器、脱硝催化剂层增加声波吹灰器、空预器进行相应技改后，效果明显，脱硝系统及下游设备空预器运行正常，为同类机组脱硝系统的技改和运行提供了参考。

SCR脱硝系统;NOx排放;催化剂磨损;空预器堵灰;措施

1 概况

某电厂一期2×1000MW燃煤机组的锅炉，为东方锅炉(集团)股份有限公司生产的DG－3000/ 26.15－Ⅱ1型超超临界参数、变压直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天岛式布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、对冲燃烧方式，Π型锅炉。

脱硝系统是由东方锅炉(集团)股分有限公司设计制造，采取选择性催化还原(SCR)法来达到去除烟气中NOx的目的。设计效率:二层催化剂脱硝效率可达72%，三层催化剂脱硝效率可达80%，目前安装二层催化剂。SCR脱硝反应器装置布置于锅炉省煤器与空预器之间，为高温高尘布置。每台锅炉机组配2台SCR脱硝反应器，2台机组SCR脱硝反应器公用1套氨供应系统。

2 运行中出现的问题

2台机组的SCR脱硝系统和主机同步调试、投运，分别于2010年11月底和12月初通过168 h试运，经过几年来的运行，出现的主要问题有:

(1)脱硝系统出口NOx排放不达标。运行中脱硝系统出口NOx含量偏高，机组满负荷时NOx排放浓度200mg/m3以上，不符合环保要求。

(2)脱硝氨站液氨蒸发器设计出力偏小，供气氨能力不能满足高负荷时个别时段脱硝系统入口NOx含量偏高的实际情况，影响机组脱硝效率。

(3)催化剂堵塞和磨损。检修期间对脱硝催化剂进行检查发现，催化剂磨损、堵灰非常严重，造成催化剂反应面积减少，脱硝效率下降;而部分催化剂堵灰后，会加剧其他催化剂磨损，增加氨逃逸率。

(4)空预器腐蚀、堵灰。由于燃煤灰分较高，对脱硝催化剂磨损较为严重。随着脱硝系统长期投入，脱硝催化剂层部分脱落损坏，造成氨逃逸率远大于设计值。氨气与三氧化硫反应会生产硫酸氢铵，硫酸氢铵具有很强粘性，沉积粘附在空预器冷端蓄热片上，造成空预器堵塞严重，且不易清除，严重影响锅炉安全运行。

3 解决措施

3.1 NOx排放不达标治理措施

锅炉设计脱硝系统入口NOx排放浓度为不超过400mg/m3，实际运行中一般在450mg/m3左右，最高甚至达到500mg/m3，通过优化燃烧调整和氨喷射系统及导流板进行改进，很好的解决了NOx排放不达标问题。

(1)优化燃烧调整，从源头降低NOx排放浓度。其中主要通过控制合适的运行氧量，适当降低氧量，调整燃尽风量，实现分级配风;对磨煤机通风量进行标定，准确控制风煤比，在安全前提下适当降低一次风量，对每台磨煤机出口粉管进行调平，在带粉条件下，各一次风管内的流量偏差控制在5%以内。采取该措施后，脱硝入口NOx浓度控制在400mg/m3以内，从而降低脱销系统的运行压力。

(2)氨喷射系统及导流板改进。氨注射系统(AIG)的喷嘴在烟道截面上均匀分布，每个喷嘴的管道上(烟道外部分)均设有手动阀门，可以对每个喷嘴喷入的氨量进行流量微调，使喷入的氨与对应的NOx浓度匹配，喷嘴上部装设导流板、以及催化剂层上部整流板使进入的烟气更均匀地分布。机组在检修时发现，氨注射系统导流板及催化剂上部整流板磨损严重，部分已经脱落，严重影响了脱硝系统的正常运行。通过流体模型试验，对烟道导流板、氨喷射系统静态混合器、催化剂层上部整流板全部重新进行优化设计，并对导流板、整流板进行更换，使烟气的均匀性偏差控制在合理范围内。

3.2 脱硝氨站液氨蒸发器出力偏小的治理

2台机组脱硝系统共用一套氨供应系统，脱硝氨站配2台液氨液氨蒸发器一用一备。蒸发器采用蒸汽加热水浴式气化器，实际运行中在2台机组满负荷时段，如果脱硝入口NOx含量超过450mg/m3，将造成液氨蒸发器水温达不到设计值80℃，2台炉SCR脱硝系统入口供氨管道压力偏低，影响机组的脱硝效率。为解决此问题，将氨站2台液氨蒸汽器进行更换，满足了各种工况下脱硝系统供氨需求。

3.3 催化剂磨损、积灰的治理

因为催化剂磨损严重，甚至有整块脱落情况，在2014年初机组进行等级检修时，对脱硝催化剂进行全部更换，并对催化剂进行重新设计，增大催化剂层体积，每层催化剂高度由1606mm增加到1906mm。对烟道流场也进行模拟，优化设计，对各导流板、整流板进行更换，组织烟气有序流动，最大程度减少流动阻力。对吹灰系统进行技术改造，即在每层催化剂的上方装有4台耙式吹灰器的基础上，对每层催化剂又加装7台声波清灰器，声波清灰器能主动、迅速地进行清灰处理。运行中声波吹灰器投连续工作，耙式蒸汽吹灰器吹灰频率由每班一次改为每班两次，有效的避免催化剂积灰的不利状况。

3.4 空预器腐蚀、堵灰的治理

(1)在脱硝催化剂进行全部更换后，可以控制氨逃逸率在正常范围内，降低硫酸氢铵的生成量，降低空预器堵塞粘灰的隐患。

(2)在机组进行等级检修期间，对空预器蓄热片进行改造，冷端蓄热片全部更换为搪瓷元件，降低硫酸氢铵在蓄热片的沉积量，并有利于积灰的清除。并对热端损坏蓄热片进行修复，对蓄热片上的积灰进行彻底冲洗。

(3)在保留蒸汽吹灰的前提下，在空预器受热面增加声波吹灰器，以提高对空预器吹灰强度。

4 效果分析

经过对1号机组设备进行彻底治理，1号机组A修启动后，满负荷工况下，脱硝系统出口NOx含量在75mg/m3左右，氨逃逸率为2μL/L，空预器运行正常，烟气侧差压由改造前3 kPa降至现在1 kPa以下，炉膛负压稳定在－30Pa～－150Pa左右，各参数达到了预期效果。

5 结语

在脱硝系统正常运行的情况下，为进一步降低对脱硝催化剂的磨损，应保证省煤器输灰系统运行正常，避免大颗粒粗灰直接对催化剂的损坏。不管脱硝SCR系统是否检修，稀释风机应随锅炉连续运行，防止防止喷氨管道堵灰，影响脱硝系统的正常运行。根据催化剂层压差及时进行吹灰，优化吹灰频次，防止催化剂层堵灰而影响机组脱硝效率。随着国家环保政策日趋严格，环保设施的安全运行也越发受到企业的重视，此次脱硝系统问题的解决可供同类型机组借鉴。

［1］马新立.超超临界锅炉SCR脱硝工艺及其调试［J］.电力环境保护，2009，25(4):16－18.

［2］孙克勤，钟秦.火电厂烟气脱硝技术及工程应用［M］.北京:化学工业出版社，2007.

1000MW unit SCR denitration system problems and measures in operation

On a 1000MW unit in a power p lant SCR denitration system appeared in the operation of the outstanding problems.analysis the reason，and put forward measures.By optim izing the combustion adjustment，optim izing the ammonia injection system and guide p late and through the rep lacement of liquid amm onia evaporator，denitration catalyst layer increases the sonic soot blower and air preheater，logical upgrading，it resolved the problem s.The operation of denitration system and air preheater of the downstream equipment is normal.It provided reference for the sim ilar generating unit.

SCR denitration system;NOxem issions;catalyst abrasion;air preheater plugging ash;measures

X701.7

:B

:1674－8069(2015)02－047－02

2014-09-21;

:2014-12-26

王磊(1979-)，男，河南南阳人，工程师，从事火力发电厂运行管理工作。E－mail:wangl686@163.com