300MW燃煤机组SCR脱硝系统对锅炉运行的影响

齐峰

【摘  要】300MW燃煤机组SCR脱硝系统对锅炉的运行主要是尿素水解器、空预器、钢结构、效率等方面的影响。本文就浅谈SCR脱硝系统对锅炉运行产生影响的因素，并提出相应的一些对策。

【关键词】300MW燃煤机组;SCR脱硝系统;锅炉运行;

当前环境污染问题已制约我国经济发展，并且影响到普通百姓的生活。根据我国环境保护的要求，国内各大火电机组纷纷进行脱硝改造。脱硝系统在300MW燃煤机组中的应用出现和很多的问题，需要进行谈论、研究、解决。

一、SCR脱硝的原理

SCR脱硝法采用的是选择性催化还原技术，氨气通过反应器的入口与烟气中充分混合，在催化剂的作用在进行还原反应，去除了烟气中的NOx的成分，并且在还原反应发生后，还会发生副反应，氧化剂与烟气中的部分气体反应，还原反应后的气体与水反应。由于化学反应的生产，在一定温度的环境下会使气体具有腐蚀性，还具有非常强的粘结性，会对设备造成一定成都的损坏。具体的化学反应方程式如以下所示：

4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H20

2NO2+4NH3+O2 → 3N2+6H2O

NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O

副反应主要有：

2SO2+O2→2SO3

二、300MW燃煤机组SCR脱硝系统对锅炉运行

（1）效率的影响

300MW燃煤机组在SCR脱硝的系统的运行，会使锅炉热量受到损耗、排烟的温度变高、空预器的漏风率变大。在锅炉的运行中加入SCR脱硝系统，会使锅炉的尾部的烟道变得更长，这样一来，烟气在经过SCR脱硝系统后，烟气的温度会不断下降，要想对烟气进行控制，就需要通过空预器影响锅炉的风温，在这个过程中，会使锅炉的运行效率受到影响。排烟温度的升高主要是因为常用的氧化剂就是氨气，在反应的过程中，氨气不可能充分得到运用，那么就会出现逸散的状况，逸散的氨气很容易和二氧化硫发生反应，产生腐蚀性的黏状物，这些黏状物会停留在空预器上，影响空预器的换热效果，从而使排烟温度不断上升。空预器漏风率大主要是因为引用SCR脱硝系统后，锅炉内部的压强增加，为了保证系统的平衡，引风机功率计需要加大，这让锅炉内烟气的压力降低，从而使得空预器漏风率增加，使得锅炉的运行效率受到严重的影响。

（2）尿素水解器的影响

事实上，在300MW燃煤机组中应用到SCR脱硝系统后，尿素水解器频繁出现堵塞的问题，严重时还会导致无法运行需要紧急停炉情况的出现。通过分析和研究发现，堵塞的原因主要是尿素没有被完全分解，从而产生一定的聚合物，这些聚合物会不断的堆积，从而使尿素水解器堵塞。造成这种情况主要所以两个方面：一是因为喷嘴雾化的效果并不明显，另一方面则是因为热解室的温度比较低。由于喷嘴雾化的原因使得尿素在尿素水解器内部的分解的并不彻底，产生的滴液过大，从而形成聚合物。热解室的温度不够，会使得尿素不能完全分解，从而产生多种的聚合物。

（2）鋼结构的影响

300MW燃煤机组在加入SCR脱硝系统后，需要考虑烟气排放及走势，势必会在锅炉的结构上发生改变。SCR是需要反应器的钢架的，因此通常情况下，需要在锅炉的尾部加上SCR反应器，并且还需要添加用于支撑反应器的钢架。锅炉在尾部的结构不同，因此在安装的过程中，会和除尘器、空预器以及锅炉钢架进行连接，这样的连接方式会改变锅炉整体的受力环境，因此需要对锅炉的钢结构进行重新的计算。从另外，由于SCR脱硝系统的应用，会导致锅炉的烟道需要拆除或者是整改，新设计的烟道也会对锅炉钢结构有很大的影响。

（3）对空预器的影响

在300MW燃煤机组SCR脱硝系统的设置中，一般安装的位置都在空预器的前方，烟气在经过脱硝系统反应后，会在空预器中进行热量交换。由于烟道的改装，脱硝反应器是先添加的，遮掩的组合会使脱硝系统一直处于负压的状态，从而增加引风机的阻力，使得空预器的漏风问题进一步扩大。除此之外，SCR脱硝系统的目的是降低烟气中氮氧化物的含量，但是在运行的过程中，经过脱硝系统后，烟气中的二氧化硫含量会逐步增加，这也就意味着生成中间聚合物的几率不断增加，聚合物会附着在空预器内部，不仅会使空预器换热的效率降低，也会使烟道流通的阻力变大，严重时会对空预器造成巨大的破坏。

三、300MW燃煤机组SCR脱硝系统在锅炉运行中的改善措施

（1）减少催化剂积灰

烟气中的灰尘在反应的过程中会覆盖催化剂的表面，这样不仅会导致脱硝率下降，也会导致锅炉运行效率下降。因此在实际的操作中要是用声波吹灰器，放置在催化剂的上方，只要锅炉运转，声波吹灰器也立刻投入使用，定时循环性的吹扫，确保烟气中的灰尘不会影响到催化剂的反应。另外烟气中灰尘的含量和锅炉燃烧状态有着很大的关系，所以对吹灰的控制要根据实际的情况。

（2）尿素水解器的控制措施

要想对尿素水解器的堵塞现象进行良好的改善工作，可以从提升尿素水解器的温度、控制雾化的力度、保证喷嘴、尿素加热带的正常以及及时清理堵塞问题。提升尿素水解器的温度是良好的控制措施，一方面能够让尿素得到充分的分解;另一方面也能够减少电加热带来的昂贵成本。在实际的操作中两种方法进行控制。一种方式是在发现即将出现堵塞情况的时候，提升尿素水解器入口蒸汽温度，使其保持在设计的峰值运行，同时降低燃煤机组的运行负荷，并且减少氨气的使用量。另一种方式的成本较高，是在水解的基础上，再加上一级电加热，这样的话即使锅炉是在整正常的运行工况下，也能够在水解器内部获得比较高的热解温度，从而加强了尿素的分解;控制雾化的力度主要是只有保证尿素喷嘴有着足够的压力，才能够更好的分解尿素，在这个过程中需要考虑到外在环境对喷嘴的影响。保证尿素喷嘴的加热带的正常，同样有着控制堵塞的作用。一方面要检查尿素水解器保温的情况，另一方面也要控制外在因素对喷嘴的影响，清理堵塞是必需要做的事情，关键是要及时的发现堵塞的现象，并且清理的时候要严格的按照相关的规范进行清理。

（3）空预器的改进

空预器的改进可以通过将换热元件进行改进，分为两段控制，这样不仅能够增加温度控制的范围，也避免聚合物在受热面堆积，引起堵塞。也可以在冷段材质上采用波纹板。波纹板的在烟气的流通中有着很多的优点，由于性能的问题，不会出现粘附的情况，即使出现少量粘附的状况，也可以通过吹灰器进行定点清除。同时，还可以采取在钢板上镀上搪瓷，提升冷段元件抗粘附的能力，同时搪瓷元件表面光滑，质地坚硬，有着很多好的低温腐蚀的抗性，也比较容易清洗。另外，还可以对SCR脱硝装置进行优化和评估，调整速度和氨气逃逸的效率，从而降低聚合物的形成。

（4）改善锅炉尾部的受热面

锅炉运行状态和运行工况的不同，都会导烟气温度产生变化，而烟气温度的变化也会导致化学反应的效率，因此想要保证锅炉的运行效率和SCR脱硝系统的运行，就需要改善锅炉尾部的受热面。现阶段有两种方法改善受热面，一是低温过热器的改造，二是加装一个烟气旁路。低温过热器的改造可以根据具体烟道温度的情况进行热力的计算，从而改进低温过热器的安装位置和管道的管束数量。加装烟气旁路主要是在SCR反应器进口和省煤器上部之间加装挡板门和旁路烟道。这两种方法都能够有效的调节进入脱硝系统烟气的温度，从而提升锅炉运行的效率。

结束语：燃煤锅炉投入SCR脱硝装置运行后，存在烟道阻力增大、空预器积灰增加等问题。因此对运行管理控制提出了更高的要求，要采取针对性维护和运行措施，严格控制进入SCR反应器内烟气的温度，提高氨气喷射控制水平以提高脱硝效率。

参考文献：

[1]张衡.300MW燃煤机组SCR脱硝系统对锅炉运行的影响[J].科学中国人，2016（36）

（作者单位：国家电投集团东北电力有限公司抚顺热电分公司）