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W型锅炉SCR脱硝装置积灰原因分析与治理 摘要：某电厂W型火焰锅炉燃用高灰分无烟煤，SCR脱硝反应器催化剂、导流板、整 流格栅、支撑钢梁积灰严重，造成了流场不均匀和催化剂堵塞，影响了 SCR脱硝系统的性 能。根据运行经验和CFD技术，分析得出SCR脱硝装置枳灰的原因是设计不合理、催化剂 选型不合理、流场不均、吹灰效果不佳、长期低负荷运行和燃煤灰分远超设计值。通过采 用烟气流场优化及1 ： 10物理模型试验，对导流板、整流格栅和顶部烟道进行了改造，同 时将蜂窝式催化剂更换为板式催化剂，加装声波吹灰器。改造后运行3个月，对脱硝装置 进行内部检查，反应器水平烟道、导流板积灰明显减少，整流层未见积灰，催化剂表面和 孔隙无积灰、堵塞现象，证明所采取的各项措施有效解决了 SCR反应器内枳灰、催化剂堵 塞问题。 0引言 目前，燃煤电厂对氮氧化物的脱除多采用SCR技术。某电厂2X300 MW机组采用东 方锅炉厂生产的W型火焰锅炉，所配套的SCR脱硝装置（简称SCR）采用高灰段布置 ［3］。由于长期处于高尘烟气下，该厂SCR反应器发生了严重积灰。本文通过对高尘烟气 条件下SCR反应器不同部位积灰原因分析，提出了燃用高灰分无烟煤W型火焰锅炉SCR 脱硝装置预防积灰的措施。 1概况 某电厂2台机组SCR脱硝装置分别于2009年5月和10月投入运行。锅炉燃煤特 性、SCR脱硝装置参数、催化剂参数分别如表1、表2和表3所示。该电厂SCR脱硝系 统积灰部位包括：催化剂本体、整流格栅、导流板及支撑钢梁。由于催化剂堵灰分布不 均，造成局部烟气流速过高或过低，高流速区催化剂磨损增大，甚至出现穿孔或垮塌，而 低流速区催化剂被灰彻底堵死。整流格栅孔积灰存在全堵或半堵情况，堵灰无法通过常规 手段清扫或清除。导流板枳灰主要集中在其中间支柱的部位。 2积灰原因分析 （1）实际燃煤灰分严重超出设计值。某电厂燃用当地劣质无烟煤，原设计煤种灰分 Aa r为32.62%,校核煤种灰分Aar为34. 38%, SCR脱硝装置入口烟气含尘质量浓度设计 值为40. 4 g/m3；实际燃煤灰分Aar为40. 53旷45. 81%,烟尘质量浓度为56~70 g/m3,比 设计值增加40%以上。烟气灰含量越高、流速越低，灰颗粒在SCR反应器内的聚集作用就 会越明显，因而某电厂催化剂发生堵灰问题存在一定的必然性［4-6］。 （2）催化剂选型不合理。SCR脱硝技术的核心是催化剂［7-9］,文献［10］指出，当烟 尘质量浓度小于30 g/m3时宜优先选用蜂窝式催化剂，当烟尘质量浓度＞40 g/m3时宜优 先选用平板式催化剂.某电厂烟尘质量浓度已达56、70 g/m3,大大超出了蜂窝式催化剂的 应用范围，在防堵灰方面已经不适合采用蜂窝式催化剂。 表1某电厂锅炉燃煤特性 Table 1 Analysis of the coal characteristics 质量分数 设计煤种 实际煤种 J% 55.62 46.14 H/。 232 2.00 NQ 0.56 0.62 3.29 2.55 St.% 0.69 0.67 4.9 5.4. Uw% LU 1.00 3262 42.62 949 14.65 热值内 20.93 16.44 表2某电厂SCR脱硝装置参数 Table 2 Parameters of the SCR 项目 数值 烟气量/QPlr】） 1016907 烟气温度/丫二 3g5 烟尘质量浓度/电皿内 40.4 烟气人口 Na质量浓度 1 100 催化剂阻力/Pa 495 烟道阻力/Pa 450 脱硝效率/% 80 氨逃逸体积分数产 W3 SOySOj转化率/% 41 液氨消耗量（th-， 0.72 反应器烟气流速/（m?L） 3.3 烟道烟气流速/（m「） S15 吹灰蒸汽压力/MPa 0.8 （3） SCR反应器烟气设计流速偏低。某电厂SCR反应器截面设计较大，根据设计 煤质计算，反应器空塔流速为4.1 m/s,不利于烟气对飞灰的携带作用，加之烟气灰分较 高和粘度较高，相较其他电厂脱硝系统，机组在低负荷运行时水平段烟道及导流板水平段 积灰较多。另外，电厂长期低负荷运行，高粘度灰易出现板结，无法依靠系统运作将积灰 带走. 表3某电厂催化剂参数 Table 3 Parameters of the cata lyst 项目 放值或内容 催化剂型式 蜂窝式 催化剂层数 2+1（备用） 催化剂使块尺寸,‘mm 950（宽）乂1 910（长）乂1 乃 0《高） 催化剂活性温度范围以： 295730 催化剂孔间距 10 催化剂基材 陶瓷十TiO：； 催化剂活性物质 v2o5 催化蒯体积仁? 842.4 催化剂化学寿命小 24000 催化剂燃气流速 4.4 （4）流场不均。某电厂烟气经过整流格栅后