降低SCR系统喷氨量的运行调整措施.doc

关于降低SCR系统喷氨量的运行调整措施 【摘要】在SCR脱硝系统运行中，氨气的喷入量应根据SCR反应器出口NOx浓度及保证的脱硝效率通过喷氨调节门进行调节，喷氨量少会使脱硝效率过低，过大容易导致氨逃逸率上升造成尾部烟道积灰，影响锅炉安全运行，且经济性降低较多。本文根据长期运行经验，简单谈谈在保证脱硝效率的基础上，降低喷氨量的措施。 【关键词】SCR脱硝 NOx浓度 脱硝效率 喷氨量 1 SCR系统概述 河南华润电力古城有限公司2×320MW机组烟气脱硝工程采用选择性催化还原（SCR）脱硝工艺，每台锅炉配置两个反应器，液氨卸料、储存、蒸发等为公用系统。 脱硝系统在设计工况、入口NOx浓度450mg/Nm3、处理100%烟气量、在布置2层催化剂条件下脱硝装置脱硝效率均不小于80%。 氨逃逸率指SCR反应器出口烟气中氨的浓度（ppm），转换成6%氧量、标态、干基的数值。我公司要求氨逃逸率小于3ppm。 锅炉SCR入口烟温在320～420℃，维持烟囱出口NOx含量≤90mg/Nm3和氨气含量≤3ppm。 1.1系统工艺流程 公用系统制备的氨气输送至炉前，通过混合器与稀释风混合稀释后进入烟道，稀释风通过烟道内的涡流混合器与烟气进行充分、均匀的混合后进入反应器，在催化剂的作用下，氨气与烟气中的NOx反应生成氮气和水从而达到除去氮氧化物的目的。氨气的喷入量应根据出口浓度及脱硝效率通过喷氨调节门进行调节，喷氨量少会使脱硝效率过低，过大容易导致氨逃逸率上升造成尾部烟道积灰。 脱硝系统的反应器是布置在省煤器与空气预热器之间，锅炉燃烧产生的飞灰将流经反应器。为防止反应器积灰，每层反应器入口布置有吹灰器，通过吹灰器的定期吹扫来清除催化剂上的积灰。 公用系统氨气的制备过程实际上是液氨的气化过程，液氨存储在液氨储罐中，通过氨站蒸发器的加热器对液氨进行加热；液氨受热蒸发气化成氨气，通过蒸发器后的调节阀可控制缓冲罐内的压力；蒸发器内的压力和温度可通过调节液氨调节门和蒸汽调节门来控制。 1.2 SCR反应器 锅炉配置2台SCR反应器，反应器设计成烟气竖直向下流动，反应器入口设有气流均布装置。反应器入口段设导流板，对于反应器内部易于磨损的部位布置有必要的防磨措施。反应器内部各类加强板、支架将设计成不易积灰的型式，同时将考虑热膨胀的补偿措施。 1.3 SCR系统催化剂 催化剂（铁、钒、铬、钴或钼等金属）是SCR系统中最关键的部件，催化剂模块是在现场安装的一个基本单元，其组件如下图所示。由若干片或块催化剂元件组成一个催化剂单元，再由若干催化剂单元组合在一起，加上外框就构成一个催化剂模块。我司的催化剂采用蜂窝式。 2 SCR系统工作原理 Selective Catalytic Reduction （选择性催化还原法），利用NH3和催化剂（铁、钒、铬、钴或钼等金属）在温度200~450℃时将NOx还原成N2。由于NH3具有选择性，只与NOx发生反应，基本不与O2反应，所以称为选择性催化还原脱硝。其主要化学反应如下： 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O 4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O 其反应产物为对环境无害的水和氮气，但只有在800℃以上的条件下才具备足够的反应速度，工业应用时须安装相关反应的催化剂，在催化剂的作用下其反应温度降至400℃左右，锅炉省煤器后温度正好处于这一范围内，这为锅炉脱硝提供了有利条件。 在实际工程中通过反应器进出口的NOx分析仪表测量NOx的浓度，经DCS控制系统计算比较后将信号反馈给氨流量调节阀，调节阀根据反馈信号来控制喷入烟道中的氨量，从而保证设计的脱硝效率。 系统在正常运行时，喷入反应器内的氨不能全部与NOx进行反应，未参加化学反应的氨会随烟气或飞灰从反应器的出口被带入下游的空气预热器，这种现象称为氨的逃逸。通常所说的氨逃逸率是指反应器出口烟气中氨的浓度（ppm），转换成6%氧量、标态、干基的数值。 3 SCR系统运行中存在的问题 3.1 SCR与锅炉效率之间的矛盾 锅炉燃烧器改造后共有6层煤粉燃烧器，主燃烧区域与二次风均等布置。改造后要求省煤器出口NOx排放量＜400mg/Nm3(O2=6%)、飞灰含碳量小于2.0%。在脱硝改造后运行中，锅炉机械不完全燃烧热损失与脱硝效率存在矛盾。如果燃烧器区域二次风量小，省煤器出口NOx排放量可以控制，但是飞灰含碳量较高，最高时达到3.6%。反之，省煤器出口NOx排放量将大幅升高约150 mg/Nm3。另外，上层的燃烧器每增投运一只，省煤器出口NOx排放量大约增加30 mg/Nm3 。 3.2在保证脱硝效率的基础上，喷氨量相对较多。 3.2.1 喷氨自动调节效果差 我司喷氨自动有两套控制方式：PLC模块自动控制和DCS系统自动控制。DCS自动控制