淺談脫硝技術在660MW機組中的應用

摘 要：文章主要介紹了脫硝技術的系統組成以及控制邏輯，以及該項技術在660MW機組中的應用，主要對脫硝技術的工藝流程、邏輯保護以及運行中的注意事項進行闡述和總結，提高大家對脫硝系統的認識和掌握，為脫硝運行中出現的衍生問題提供理論分析的依據。

關鍵詞：SCR；氨氣；DCS

1 脫硝基本工藝流程

液氨從液氨槽車由卸料壓縮機送入液氨貯罐，液氨貯罐輸出的液氨經過蒸發器內蒸發為氨氣，氨氣經加熱至常溫后送至緩沖罐，通過調壓閥減壓后，與稀釋風機送來的空氣混合成氨氣體積含量為5%的混合氣體，經輸送管道進入鍋爐區噴氨格柵分布導閥的噴嘴均勻噴入煙氣中，然后氨氣的混合氣體在SCR反應器內與NOX在催化劑的作用下發生氧化還原反應，生成N2和H2O。

化學反應式如下：

4NO+4NH3+O2——4N2+6H2O

6NO2+8NH3——7N2+12H2O

6NO+4NH3——6H2O+5N2

2 脫硝技術在660MW機組中的工藝流程介紹

脫硝裝置在660MW機組中主要分為兩個區，一個是SCR反應區，另外一個就是氨區。其中SCR反應區中重要的設備都集中在鍋爐尾部區域，還原劑供應系統的主要設備主要集中在氨區。

2.1 SCR反應區

鍋爐布置兩臺SCR反應器，煙氣從鍋爐省煤器后煙道引出通過SCR反應器進行脫硝反應，再進入空氣預熱器、電除塵器、引風機和脫硫吸收塔，最后通過煙囪排入大氣。SCR系統主要由煙氣系統、SCR反應器、、聲波吹灰系、氨噴射系統組成。

SCR反應區系統的介質流向：

原煙氣：來自鍋爐省煤器的原煙氣→SCR系統入口→噴氨格柵→煙氣/氨混合器→導流板→整流裝置→催化劑層

凈煙氣：催化劑層→SCR反應器出口→空氣預熱器入口

氨：氨緩沖槽→氨/空氣混合器→噴氨格柵→煙氣/氨混合器→SCR反應器

氮氣：由氮氣儲罐到氨/空氣混合器

2.1.1 SCR反應器。SCR反應器是指未經脫硝的煙氣與NH3混合后通過安裝催化劑的區域產生反應的區間。SCR反應器本體內裝有蜂窩狀催化劑，混合好的煙氣與氨進入反應器本體后，在催化劑的催化作用下煙氣中的NOX與氨進行氧化還原反應，生成N2和水，達到脫硝的目的。每個SCR反應器布置3臺稀釋風機和2臺取樣風機，稀釋風機用于把氨氣稀釋到安全的濃度，氨氣與稀釋空氣的比例不超過5%。

2.1.2 聲波吹灰系統。聲波吹灰系統的作用是為了防止催化劑表面積灰堵塞反應器。每層布置6個聲波吹灰器。使用介質為雜用壓縮空氣，10秒鐘為一個運行周期。每次最多3個聲波吹灰器在同一時間運行。為了防止壓縮空氣壓力波動，在壓縮空氣總管上設置了穩壓罐。

2.1.3 氨噴射系統。氨噴射系統主要指噴氨格柵，布置有兩層格柵，由DN100的管道組成，格柵上有噴嘴，氨/空氣混合氣體通過噴嘴噴入煙道內，與煙氣混合。噴氨格柵前裝有氨/空氣混合器，氨氣與稀釋空氣在氨/空氣混合器中混合，氨、空氣按照1：20的比例稀釋。噴氨格柵后裝有靜態混合器，用于均勻的混合噴入煙道中的氨氣和煙氣。

2.2 氨區

氨區由氨儲存及供應系統、檢測報警系統組成。液氨儲存及供應系統包括：液氨卸料壓縮機、液氨貯罐、液氨蒸發器、氨氣緩沖罐、氨氣吸收罐、廢水泵、廢水池。在氨罐區域裝有氨氣泄露檢測安全報警系統，以檢測氨氣的泄露，并顯示氨區空氣中氨的濃度。氨儲存系統設有三套氨泄漏檢測儀以檢測氨儲存區的游離氨。當氨濃度達到30ppm時，氨泄漏檢測儀發出聲光報警。當氨濃度達到75ppm位時，將關閉整個氨系統，并自動打開事故噴淋系統氣動關斷閥。在卸料壓縮機、液氨貯罐、液氨蒸發器、氨氣緩沖罐、輸送管道及噴氨裝置分管閥后等處有氮氣吹掃系統，防止殘存氨氣與空氣混合發生爆炸。氨區設置2臺卸載壓縮機，一用一備，設置4個氨儲罐，液氨貯罐可以容納4臺機組7天BMCR工況下使用的無水氨，液氨氣化采用蒸汽加熱的方式。液氨貯罐上安裝有超流閥、逆止閥、緊急關斷閥和安全閥等為儲存液氨泄露保護所用，同時還裝有溫度計、壓力表、液位計、高液位報警儀和相應的變送器將信號送到脫硝控制系統；貯罐有遮陽棚，四周安裝有工業水噴淋管線及噴嘴；當有微量氨氣泄露時，啟動自動淋水裝置，對氨氣進行吸收。四臺蒸發器，正常狀態下兩臺蒸發器運行，兩臺蒸發器備用。備用蒸發器為溫態備用，以便切換時能迅速啟動供氨，不影響機組運行。氨蒸發器所需熱量用蒸汽加熱器來提供熱量。氨氣緩沖罐通過調壓閥減壓至0.3MPa，再通過氨氣輸送管線送到鍋爐側的SCR反應系統。氨氣吸收罐的液位由工業水或消防水滿溢流管線維持，吸收罐頂部淋水，液氨系統各安全閥所排放的氨氣由管線匯集后從吸收罐底部進入，通過分散管將氨氣分散入吸收罐水中，吸收罐的液位控制補充水的關停。廢水池接納所有罐體、蒸發器、壓縮機和輸氨管線所排放的氨氣和淋水裝置的用水。

3 脫硝技術在660MW機組中的控制邏輯

3.1 控制邏輯

SCR反應器跳閘邏輯：（1）MFT。（2）SCR反應器出、入口溫度>420℃（延時600秒）。（3）SCR反應器出、入口溫度<300℃。（4）稀釋風流量低低3590m3/h（延時60秒）。（5）氨氣/空氣比例>10%，延時5秒。（6）稀釋風機全部跳閘。

3.2 儲氨罐邏輯

（1）壓力高于2.0Mpa開啟噴淋裝置，低于0.2Mpa聯關出口門。（2）溫度高于45℃，開啟噴淋裝置。（3）液位高于2.6米，關閉液氨入口閥，停止卸氨泵；低于0.2米，聯關液氨出口門。

3.3 液氨蒸發器邏輯

（1）出口壓力高于2.0Mpa，關液氨入口閥。（2）液氨蒸發器介質穩定低于40℃，聯鎖關閉液氨進口閥。（3）液氨蒸發器介質溫度高于85℃，聯鎖關閉蒸汽進口閥。（4）液氨蒸發器氣氨出口壓力大于

0.3Mpa，聯鎖關閉氣氨出口閥。

4 脫硝系統運行中注意事項

（1）升、降負荷時及時調整噴氨量，以免出現長期欠噴（效率降低），嚴防出現過噴現象（造成空預器堵塞）。（2）正常運行中應調整脫硝效率在60%左右，同時應經常監視，防止因爐內燃燒工況發生變化影響NOX含量變化引起欠噴或過噴情況。（3）當噴氨調門在手動位時，開大噴氨調門時應緩慢，防止出現因瞬時噴氨量過大導致液氨蒸發槽出力不夠導致氣氨溫度降低現象。（4）運行中應監視脫硝塔催化劑層差壓，差壓增大時加強吹灰。（5）運行中應監視稀釋風機流量、電流、出口壓力等參數，如有降低或升高現象時立即查找原因。（6）運行中應經常對比各種工況下的脫硝效率和噴氨量，出現異常時及時分析原因，以防過噴造成空預器堵塞。（7）機組發生異常緊急降負荷或發生RB時，應及時減少噴氨量，待鍋爐運行穩定后及時調整效率。（8）當SCR脫硝塔出口氨氣逃逸率大于3ppm，確認不是測量故障時，降低脫硝效率至50%以下或停運氨氣噴射系統，同時增加空預器吹灰次數。（9）每日按定期工作要求檢測氨區、脫硝塔區域氣氨管道、設備的氨氣泄漏情況。

5 結束語

隨著環境污染問題越來越嚴重，脫硝技術在機組運行中的重要性已經不言而喻，作為運行一線員工必須清楚的掌握脫硝技術的原理以及整個脫硝流程，進而才能對脫硝運行中出現的其他衍生問題進行很好的分析和處理。

參考文獻

[1]吳忠標.大氣污染控制工程[M].北京：化學工業出版社，2013.

[2]鐘秦.燃煤煙氣脫硫脫硝技術及工程實例[M].北京：化學工業出版社，2004.