降低SCR系統(tǒng)噴氨量的運(yùn)行調(diào)整措施

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上關(guān)于降低SCR系統(tǒng)噴氨量的運(yùn)行調(diào)整措施【摘要】在SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行中，氨氣的噴入量應(yīng)根據(jù)SCR反應(yīng)器出口NOx濃度及保證的脫硝效率通過(guò)噴氨調(diào)節(jié)門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)，噴氨量少會(huì)使脫硝效率過(guò)低，過(guò)大容易導(dǎo)致氨逃逸率上升造成尾部煙道積灰，影響鍋爐安全運(yùn)行，且經(jīng)濟(jì)性降低較多。本文根據(jù)長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單談?wù)勗诒ＷC脫硝效率的基礎(chǔ)上，降低噴氨量的措施。【關(guān)鍵詞】SCR脫硝 NOx濃度 脫硝效率 噴氨量1 SCR系統(tǒng)概述河南華潤(rùn)電力古城有限公司2×320MW機(jī)組煙氣脫硝工程采用選擇性催化還原（SCR）脫硝工藝，每臺(tái)鍋爐配置兩個(gè)反應(yīng)器，液氨卸料、儲(chǔ)存、蒸發(fā)等為公用系統(tǒng)。脫硝系統(tǒng)在設(shè)計(jì)工

2、況、入口NOx濃度450mg/Nm³、處理100%煙氣量、在布置2層催化劑條件下脫硝裝置脫硝效率均不小于80%。氨逃逸率指SCR反應(yīng)器出口煙氣中氨的濃度（ppm），轉(zhuǎn)換成6%氧量、標(biāo)態(tài)、干基的數(shù)值。我公司要求氨逃逸率小于3ppm。鍋爐SCR入口煙溫在320420，維持煙囪出口NOx含量90mg/Nm³和氨氣含量3ppm。1.1系統(tǒng)工藝流程公用系統(tǒng)制備的氨氣輸送至爐前，通過(guò)混合器與稀釋風(fēng)混合稀釋后進(jìn)入煙道，稀釋風(fēng)通過(guò)煙道內(nèi)的渦流混合器與煙氣進(jìn)行充分、均勻的混合后進(jìn)入反應(yīng)器，在催化劑的作用下，氨氣與煙氣中的NOx反應(yīng)生成氮?dú)夂退畯亩_(dá)到除去氮氧化物的目的。氨氣的噴入量應(yīng)根據(jù)出口

3、濃度及脫硝效率通過(guò)噴氨調(diào)節(jié)門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)，噴氨量少會(huì)使脫硝效率過(guò)低，過(guò)大容易導(dǎo)致氨逃逸率上升造成尾部煙道積灰。脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器是布置在省煤器與空氣預(yù)熱器之間，鍋爐燃燒產(chǎn)生的飛灰將流經(jīng)反應(yīng)器。為防止反應(yīng)器積灰，每層反應(yīng)器入口布置有吹灰器，通過(guò)吹灰器的定期吹掃來(lái)清除催化劑上的積灰。公用系統(tǒng)氨氣的制備過(guò)程實(shí)際上是液氨的氣化過(guò)程，液氨存儲(chǔ)在液氨儲(chǔ)罐中，通過(guò)氨站蒸發(fā)器的加熱器對(duì)液氨進(jìn)行加熱；液氨受熱蒸發(fā)氣化成氨氣，通過(guò)蒸發(fā)器后的調(diào)節(jié)閥可控制緩沖罐內(nèi)的壓力；蒸發(fā)器內(nèi)的壓力和溫度可通過(guò)調(diào)節(jié)液氨調(diào)節(jié)門(mén)和蒸汽調(diào)節(jié)門(mén)來(lái)控制。1.2 SCR反應(yīng)器鍋爐配置2臺(tái)SCR反應(yīng)器，反應(yīng)器設(shè)計(jì)成煙氣豎直向下流動(dòng)，反應(yīng)器入口設(shè)有氣流

4、均布裝置。反應(yīng)器入口段設(shè)導(dǎo)流板，對(duì)于反應(yīng)器內(nèi)部易于磨損的部位布置有必要的防磨措施。反應(yīng)器內(nèi)部各類(lèi)加強(qiáng)板、支架將設(shè)計(jì)成不易積灰的型式，同時(shí)將考慮熱膨脹的補(bǔ)償措施。1.3 SCR系統(tǒng)催化劑催化劑（鐵、釩、鉻、鈷或鉬等金屬）是SCR系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件，催化劑模塊是在現(xiàn)場(chǎng)安裝的一個(gè)基本單元，其組件如下圖所示。由若干片或塊催化劑元件組成一個(gè)催化劑單元，再由若干催化劑單元組合在一起，加上外框就構(gòu)成一個(gè)催化劑模塊。我司的催化劑采用蜂窩式。2 SCR系統(tǒng)工作原理Selective Catalytic Reduction （選擇性催化還原法），利用NH3和催化劑（鐵、釩、鉻、鈷或鉬等金屬）在溫度200450時(shí)將

5、NOx還原成N2。由于NH3具有選擇性，只與NOx發(fā)生反應(yīng)，基本不與O2反應(yīng)，所以稱(chēng)為選擇性催化還原脫硝。其主要化學(xué)反應(yīng)如下：4NH3+4NO+O24N2+6H2O4NH3+2NO2+O23N2+6H2O其反應(yīng)產(chǎn)物為對(duì)環(huán)境無(wú)害的水和氮?dú)猓挥性?00以上的條件下才具備足夠的反應(yīng)速度，工業(yè)應(yīng)用時(shí)須安裝相關(guān)反應(yīng)的催化劑，在催化劑的作用下其反應(yīng)溫度降至400左右，鍋爐省煤器后溫度正好處于這一范圍內(nèi)，這為鍋爐脫硝提供了有利條件。在實(shí)際工程中通過(guò)反應(yīng)器進(jìn)出口的NOx分析儀表測(cè)量NOx的濃度，經(jīng)DCS控制系統(tǒng)計(jì)算比較后將信號(hào)反饋給氨流量調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥根據(jù)反饋信號(hào)來(lái)控制噴入煙道中的氨量，從而保證設(shè)計(jì)的脫硝

6、效率。系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，噴入反應(yīng)器內(nèi)的氨不能全部與NOx進(jìn)行反應(yīng)，未參加化學(xué)反應(yīng)的氨會(huì)隨煙氣或飛灰從反應(yīng)器的出口被帶入下游的空氣預(yù)熱器，這種現(xiàn)象稱(chēng)為氨的逃逸。通常所說(shuō)的氨逃逸率是指反應(yīng)器出口煙氣中氨的濃度（ppm），轉(zhuǎn)換成6%氧量、標(biāo)態(tài)、干基的數(shù)值。3 SCR系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題3.1 SCR與鍋爐效率之間的矛盾 鍋爐燃燒器改造后共有6層煤粉燃燒器，主燃燒區(qū)域與二次風(fēng)均等布置。改造后要求省煤器出口NOx排放量400mg/Nm3(O2=6%)、飛灰含碳量小于2.0%。在脫硝改造后運(yùn)行中，鍋爐機(jī)械不完全燃燒熱損失與脫硝效率存在矛盾。如果燃燒器區(qū)域二次風(fēng)量小，省煤器出口NOx排放量可以控制，但是飛灰

7、含碳量較高，最高時(shí)達(dá)到3.6%。反之，省煤器出口NOx排放量將大幅升高約150 mg/Nm3。另外，上層的燃燒器每增投運(yùn)一只，省煤器出口NOx排放量大約增加30 mg/Nm3 。3.2在保證脫硝效率的基礎(chǔ)上，噴氨量相對(duì)較多。3.2.1 噴氨自動(dòng)調(diào)節(jié)效果差 我司噴氨自動(dòng)有兩套控制方式：PLC模塊自動(dòng)控制和DCS系統(tǒng)自動(dòng)控制。DCS自動(dòng)控制在入爐煤摻配不均勻時(shí)自動(dòng)控制反應(yīng)較差。從自動(dòng)趨勢(shì)來(lái)看，噴氨調(diào)門(mén)自動(dòng)略滯后于NOx值變化，這就造成SCR出口NOx值短時(shí)過(guò)高。在采用PLC自動(dòng)控制方式時(shí)，噴氨調(diào)門(mén)自動(dòng)變化更大，有時(shí)甚至關(guān)至0%，其后果就是SCR出口NOx值嚴(yán)重超出設(shè)計(jì)值。而SCR出口NOx值過(guò)高時(shí)

8、，噴氨調(diào)門(mén)自動(dòng)又會(huì)大幅開(kāi)啟，使噴氨量增加。3.2.2 鍋爐SCR出口NOx與脫硫進(jìn)口NOx存在偏差 在鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，由于NOx、氧量取樣點(diǎn)工作環(huán)境較差，位置不同，存在取樣管堵塞程度不一造成NOx值、氧量存在偏差，往往是脫硫進(jìn)口NOx值、氧量值遠(yuǎn)高于SCR出口NOx值、氧量值。為控制總NOx排放量，只好增加SCR噴氨量。3.3 SCR吹灰壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)能力 脫硝系統(tǒng)的反應(yīng)器是布置在省煤器與空氣預(yù)熱器之間，鍋爐燃燒產(chǎn)生的飛灰將流經(jīng)反應(yīng)器。為防止反應(yīng)器積灰，每層反應(yīng)器入口布置有吹灰器，通過(guò)吹灰器的定期吹掃來(lái)清除催化劑上的積灰。我司SCR吹灰汽源取自空預(yù)器吹灰高壓汽源，引至鍋爐后屏出口，設(shè)計(jì)吹灰壓力

9、1.5Mpa。但是在實(shí)際運(yùn)行中，由于空預(yù)器吹灰汽源還帶有GGH連續(xù)吹灰用蒸汽，所以在進(jìn)行SCR吹灰時(shí)實(shí)際吹灰壓力在0.60.8Mpa之間，吹灰效果不理想，影響催化、還原。3.4 稀釋風(fēng)量過(guò)小 稀釋風(fēng)機(jī)選型過(guò)小，經(jīng)過(guò)一次更換后，風(fēng)壓、風(fēng)量仍然達(dá)不到設(shè)計(jì)值，在運(yùn)行中，空氣量少則對(duì)氨氣稀釋、混合能力降低，容易形成噴氨量不均。4 SCR系統(tǒng)運(yùn)行中的調(diào)整措施4.1對(duì)SCR裝置運(yùn)行煙氣溫度的調(diào)整4.1.1通過(guò)調(diào)整省煤器進(jìn)口煙氣旁路擋板開(kāi)度將SCR進(jìn)口煙氣溫度控制在310430之間，當(dāng)調(diào)整失靈或排煙溫度過(guò)低超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)應(yīng)停止噴氨。反應(yīng)器入口煙氣溫度應(yīng)滿(mǎn)足催化劑最高連續(xù)運(yùn)行溫度和最低連續(xù)運(yùn)行溫度的要求；當(dāng)反

10、應(yīng)器入口煙氣溫度高于最高連續(xù)運(yùn)行溫度或低于最低連續(xù)運(yùn)行溫度時(shí)，則停止噴氨；運(yùn)行時(shí)催化劑床層升溫或降溫速率應(yīng)<12/min；SCR噴氨最低連續(xù)運(yùn)行溫度受鍋爐燃煤硫含量及SCR入口NOx濃度影響而變化。在最低設(shè)計(jì)運(yùn)行煙氣溫度下，噴入煙道內(nèi)的NH3易與NOx反應(yīng)生成硫酸銨鹽，氨鹽沉積在催化劑中會(huì)引起催化劑失活，且大量沒(méi)反應(yīng)的氨氣會(huì)造成空預(yù)器低溫段嚴(yán)重積灰堵塞；SCR入口煙氣溫度大于最高連續(xù)運(yùn)行溫度時(shí)，容易引起催化劑燒結(jié)，降低脫硝性能。4.2 對(duì)鍋爐運(yùn)行燃燒中氧量的調(diào)整在鍋爐運(yùn)行中，保持最佳的氧量值可以使鍋爐處于經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行，若氧量過(guò)大，將會(huì)造成NOx濃度過(guò)大，增大了噴氨量，根據(jù)長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，

11、我公司氧量經(jīng)驗(yàn)公式為O2=（700/負(fù)荷MW）+0.5。在實(shí)際運(yùn)行中，適時(shí)根據(jù)煤質(zhì)、爐膛出口NOx值進(jìn)行微調(diào)，在保證經(jīng)濟(jì)燃燒的前提下，減少鍋爐主燃燒區(qū)域的氧量，從上部分級(jí)送風(fēng)，盡量減少煤粉燃燒器的投入量。通過(guò)燃燒調(diào)整，是控制耗氨量的主要調(diào)整手段。4.3 對(duì)SCR運(yùn)行中噴氨量的調(diào)整根據(jù)鍋爐負(fù)荷、燃料量、反應(yīng)器入口NOx濃度、脫硝效率、噴氨調(diào)門(mén)自動(dòng)跟蹤情況調(diào)及時(shí)對(duì)噴氨量自動(dòng)進(jìn)行人為干預(yù)，防止噴氨調(diào)門(mén)大幅波動(dòng)，這樣既保證了脫硝效率的穩(wěn)定，也減少了氨氣的使用。4.4 加強(qiáng)對(duì)SCR系統(tǒng)的吹灰目前脫硝系統(tǒng)吹灰吹掃頻率為每班一次。我們執(zhí)行時(shí)每個(gè)反應(yīng)器從最上層開(kāi)始吹掃，每層的吹灰器逐只、依次吹掃。吹灰前系統(tǒng)要

12、充分疏水，注意避免蒸汽帶入冷凝水，以維持SCR吹灰壓力在1.0Mpa以上。同時(shí)增加一次吹灰。通過(guò)觀(guān)察，在爐膛燃燒參數(shù)相差不大的情況下，吹灰后噴氨量大致減少3Nm³/H左右。下表中所列是SCR脫硝裝置的重要設(shè)定點(diǎn)和運(yùn)行參數(shù)范圍。在SCR脫硝裝置正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)鍋爐燃燒調(diào)整，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。序號(hào)項(xiàng)目設(shè)計(jì)設(shè)定值范圍單位出口煙道內(nèi)凈煙氣中的NOx濃度100（80%脫硝效率）5090ppm入口煙道中原煙氣的平均溫度420320420出口煙道中凈煙氣的平均溫度420320420煙氣通過(guò)催化劑層的壓降200（80%脫硝效率）150250Pa稀釋空氣流量400035004500Nm3/h氨（

13、NH3）流量1400125Kg/h吹灰蒸汽壓力1.00.81.5MPag氣氨（NH3）供應(yīng)壓力0.250.20.3MPag5運(yùn)行調(diào)整效果通過(guò)以上幾個(gè)方面的調(diào)節(jié)，在日常運(yùn)行工作中，與兄弟運(yùn)行值相比較，在保證脫硝效率的條件下，通過(guò)調(diào)整，我值#1機(jī)組所用的氨量最低，提高了脫硝系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。值別#1脫硝效率#1NOx#1用氨量#1脫硝投運(yùn)率#1單位耗氨量#2脫硝效率#2NOx#2用氨量#2脫硝合格率#2單位耗氨量186 71 16211 99.4%6.0 76 65 18668 99.5%6.0 284 72 15659 99.0%5.8 77 63 20188 99.8%6.6 384 72 17002 99.1%5.7 77 65 18617 99.3%6.1 486 76 15860 98.9%5.5 77 66 18002 98.3%6.1 584 77 13874 98.9%5.3 77 65 1887