SCR脫硝系統熱解爐內結晶脫落堵塞處理措施

王登香

（大唐淮南洛河發電廠，安徽 淮南 232008）

SCR脫硝系統熱解爐內結晶脫落堵塞處理措施

王登香

（大唐淮南洛河發電廠，安徽 淮南 232008）

介紹了某發電廠5號鍋爐脫硝系統在正常運行時，出現脫硝熱解爐出口溫度突降，熱解一次風量、SCR出口NOX濃度下降，氨逃逸增大等異常現象，經分析為熱解爐內結晶脫落堵塞，對此提出了處理措施，以確保脫硝系統正常運行。

SCR脫硝系統；熱解爐；結晶脫落

0　概述

某發電廠5號爐采用上海鍋爐廠有限公司生產的600 MW超臨界參數變壓運行螺旋管圈直流爐，采用單爐膛四角切圓燃燒方式、一次中間再熱、平衡通風、固態排渣、露天布置、Π型、全鋼構架懸吊結構。鍋爐燃用淮南當地煤，設計煤種為淮南潘一礦煤，校核煤種為淮南新集礦煤，少部分燃用外來煤。

1　脫硝改造情況

2012年6月，為降低電廠煙氣污染物的排放，促進當地經濟發展、保護環境和進一步改善電廠及周邊地區的空氣環境質量，該電廠對3期工程5號爐實施煙氣脫硝改造。脫硝裝置的煙氣處理能力為相應鍋爐BMCR工況時的100 %煙氣量，脫硝效率大于等于80 %；NOX排放濃度不超過100 mg/Nm3，氨的逃逸率不大于3 μL/L。脫硝系統采用選擇性催化還原（SCR）法，以尿素作為還原劑，使用以TiO2為基材的催化劑，以V2O5為主要活性成份，以WO3，MoO3為抗氧化、抗毒化輔助成分。尿素經稀釋、熱解、升溫和霧化后噴入煙氣中，和煙氣中的NOX在催化劑的作用下，生成無污染的N2和H2O。

SCR煙氣脫硝裝置布置在鍋爐省煤器與空預器之間，脫硝反應器位于送風機與一次風機的上方。SCR煙氣脫硝裝置采用蜂窩式催化劑，按照“2+1”模式布置，反應器安裝吹掃裝置，采用聲波吹灰器。

SCR煙氣脫硝裝置主要由尿素供應系統、尿素溶解系統、熱解爐、催化劑、反應器等組成。尿素顆粒經斗式提升機輸送到尿素顆粒倉，再經過中間儲倉送到溶解罐里。除鹽水將干尿素溶解成55 %質量濃度的尿素溶液，再通過尿素溶液混合泵送到尿素溶液罐里。尿素溶液通過循環泵在計量分配模塊和尿素罐之間不斷循環。

尿素溶液在熱解爐內蒸發為NH4，熱解爐出口的空氣/NH4混合物經母管送入各分支管，分支管內的混合氣體經氨注射柵格噴入煙道內與煙氣充分混合，流入催化反應器。當反應溫度達到一定后，與NH4充分混合的煙氣氣流流經SCR反應器的催化層，NH4與NOX發生催化還原反應，將NOX還原為無毒無害的N2和H2O。

2　熱解爐結晶脫落堵塞及原因分析

2015-02-18，5號爐脫硝系統正常運行時出現熱解爐內部壓力突升，出口溫度突降，熱解一次風量下降，熱解爐出口的空氣/NH4混合氣壓力降低，SCR出口NOX濃度明顯降低，氨逃逸急劇增大，噴氨自動減少的現象。30 m in后，所有參數恢復正常。根據上述現象進行分析，判斷為5號爐脫硝系統熱解爐內部發生不均勻性結晶、脫落，堵塞熱解爐出口部分。由于環保要求，嚴禁機組正常運行時人為退出脫硝系統運行，所以未及時打開爐門進行檢查處理。此后，每隔一段時間，上述現象發生一次，且發生頻率也越來越高。2015-03-29夜間，由于網上負荷較輕，機組負荷降至300 MW，煙溫低導致脫硝系統自動解列。檢修人員利用此契機，打開熱解爐檢查門，發現熱解爐內部結晶嚴重。但由于時間緊的關系，未能對熱解爐內部結晶進行徹底處理。

5號爐脫硝系統自2012年6月改造完成后投入運行，2年多時間未發生上述現象，分析原因為：之前幾年由于網上夜間負荷偏低，煙溫達不到脫硝系統投入條件，而在夜里脫硝系統經常自動退出運行。在脫硝系統退出運行停止噴氨時，熱解風始終在通入狀態，所以熱解爐內部發生結晶時，也會被慢慢全部熱解，不會造成熱解爐內部越積越多，發生脫落現象。此次5號爐在2014年11月大修結束后，鑒于國家嚴格控制脫硝系統解列運行時間，脫硝系統一直未再發生自動解列現象。這樣脫硝系統長時間運行，導致熱解爐內部結晶越來越多，最終發生脫落現象。

熱解爐內部結晶原因分析：

（1） 燃煤性能偏離設計值。鍋爐設計燃用5 000大卡（1大卡=4.186 8 k J）煤質，但實際長時間燃用4 200-4 500大卡的煤種，導致脫硝實際噴氨量偏大。由于熱解一次風含灰量也大于正常值，于是在熱解爐內形成結晶體附著在熱解爐內壁上。

（2） 熱解爐保溫不良。在熱解爐下部有一焊縫泄漏，經檢修進行處理后，保溫恢復不完全，導致熱解爐散熱增加，使熱解爐內溫度下降，導致內部NH4在泄漏處結晶，并導致越結越多。

（3） 熱解一次風量偏小，熱解一次風量測點易被堵塞。在噴氨量變化時，熱解風量變化不大，運行人員未能及時發現并聯系處理，也未能根據噴氨量的變化調節熱解一次風量，導致尿素溶液熱解不完全，在熱解爐內部結晶。

（4） 熱解爐入口旋流器磨損。熱解爐入口裝有旋流器，使進入熱解爐的熱解風在爐內旋轉，充分熱解尿素。由于旋流器磨損，使進入熱解爐內的熱解風流動不均勻，導致尿素溶液熱解不完全，在熱解爐內部結晶。

（5） 熱解爐出口溫度控制過低。在機組變負荷，噴氨量發生變化時，由于熱解一次風電加熱器自動跟蹤緩慢，致使熱解爐內部溫度下降較多，導致尿素熱解不完全，在熱解爐內形成結晶。

（6） 5號爐脫硝系統至2014年11月份大修結束以后，始終全負荷段投入運行，致使上述原因導致的結晶累計在熱解爐內，最終導致結晶過多脫落和堵塞異常狀況的發生。

3　熱解爐結晶脫落堵塞時的運行措施

在熱解爐內部結晶未被徹底處理前，為使脫硝系統正常運行，制定了以下運行措施：

（1） 合理配煤摻燒。根據機組負荷變化趨勢，合理進行配煤摻燒，避免實際燃用煤質偏離設計值過大，導致噴氨量增加過多。

（2） 增加熱解一次風量和提高熱解爐內部溫度。全開熱解風進口調節閥，保持較大熱解一次風量；同時將熱解爐出口溫度由350 ℃提至380 ℃，避免噴氨量變化時，熱解爐出口溫度下降過多，防止出現熱解不完全現象，以提高熱解能力。

（3） 降低熱解爐內部壓力。將熱解爐出口的空氣/NH4混合氣調節閥全開，減小熱解爐內部壓力，保證空氣/NH4混合氣通道暢通。

（4） 采用合理的燃燒調整手段，在保證機組安全運行前提下，盡可能降低SCR進口NOX濃度，以便減少噴氨量。

（5） 每班執行1次降噴氨量措施。在脫硝系統運行穩定，SCR出口NOX濃度不超標前提下，人為解除尿素噴槍自動，手動降低噴氨量，觀察SCR出口NOX的變化，以便分析熱解爐內部結晶狀況，同時也起到將少量結晶體熱解的作用。

（6） 采用變風量方式進行吹掃。對熱解爐出口空氣/NH4混合氣調節閥進行頻繁的開關擾動，用大風量變動方式將熱解爐內部結晶體吹落，防止結成的大塊結晶體脫落堵塞熱解爐出口，造成脫硝系統被迫解列導致停機。

（7） 對熱解爐重新進行外保溫。針對熱解爐下部的保溫不良問題，重新進行整改，使保溫合格。

4　結束語

通過對5號爐脫硝熱解爐采取的一系列措施，從2015-03-29到2015-07-12近4個月，脫硝系統運行正常，未再發生熱解爐內部結晶脫落導致的異常。這說明，采取的措施有效緩解了熱解爐結晶的發展。今后將利用機組停備的時機，對脫硝熱解爐內部的結晶狀況進行全面檢查，并對存在的結晶體進行徹底處理。

1 朱 琳.SCR脫硝系統對鍋爐設備的影響及對策［J］.電力安全技術，2012，14（9）：59-60.

2 王 磊，李海軍，李蘭鵬.1 000 MW機組SCR脫硝系統運行中的問題分析［J］.電力安全技術，2015，17（1）：44-46.

2015-07-14；

2016-03-22。

王登香（1974-），男，工程師，主要從事火電廠運行管理工作，email：w angdengx iang3685@163.com。