300MW機組脫硝系統堵塞磨損的治理

楊光+++張習祥

[摘要]：為治理300MW機組脫硝系統催化劑堵塞、磨損等突出問題。結合理論分析和現場試驗，調整脫硝系統的運行方式和對脫硝系統部分設備進行改造。有治理輕了脫硝系統催化劑堵塞、磨損問題，降低了設備運行維護成本，保證了機組的安全性、經濟性和環保參數的合格排放。

[關鍵字]：300MW； 脫硝；堵塞；磨損；治理

[引言]：

燃煤電廠加裝脫硝系統后，存在積灰嚴重，催化劑磨損，脫硝效率降低等問題。導致脫硝噴氨量大、氨逃逸大；引起脫硝下游設備空預器、電袋除塵器堵塞嚴重，大幅增加了引風機耗電率。增加了運行維護成本且影響機組安全性。根據爐型特點，從運行調整和設備改造方面采取多種措施可以使此類問題得到徹底解決或減緩。

1、系統介紹

某發電公司一期工程#1—#4號300MW機組鍋爐均為亞臨界、自然循環、一次中間再熱、“W”火焰燃燒方式、雙拱單爐膛、平衡通風、尾部雙煙道、固態排渣、露天布置、全鋼架懸吊式汽包爐。

燃用煤種為無煙煤，脫硝系統均采用選擇性催化還原法（SCR）技術，選用蜂窩式催化劑（鎢鈦釩），脫硝設備布置于省煤器和空預器之間。脫銷催化劑設計化學壽命大于24000運行小時，機械壽命大于12年。脫硝效率設計值85%以上，氨的逃逸濃度控制在3ppm以內，脫硝系統采用半伸縮耙式蒸汽吹灰和聲波聯合吹灰方式。

2、脫硝系統堵塞、磨損

2.1煤質原因

該“W”火焰鍋爐設計煤種為高灰分、高硫份、高氮氧化物無煙煤。實際生產運行中，煤質與設計值偏差大、鍋爐配風不及要求及燃燒分布不均等原因造成產生的NOx偏高。由于摻燒劣質煤引起鍋爐脫硝催化劑受灰分增加影響，催化劑堵塞、磨損嚴重。

2.2脫硝吹灰系統設計不合理

吹灰疏水系統采用高位疏水，吹灰器運行中帶水，損壞催化劑。蒸汽吹灰系統疏水復雜且疏水管管徑過大，脫銷蒸汽吹灰器壓力不穩定，吹灰效果不理想，部分催化劑被吹損。聲波吹灰器設計不合理，存在吹灰盲區。

2.3噴氨格柵設計不合理

脫硝入口導流板過寬導致脫銷入口積灰嚴重；脫硝噴氨格柵噴嘴偏少，噴氨不均勻。

2.4其他原因

2.4.1油槍霧化不好

油槍霧化效果不好，燃油燃燒不完全，堵塞催化劑。

2.4.2上游設備輸灰不暢

省煤器輸灰不暢，脫銷系統入口及催化劑煙氣灰份增加，堵塞催化劑。

2.4.3燃燒調整不當

制粉不符要求，爐內斷面熱負荷不均勻。二、三次風開度不合理，局部過氧和缺氧燃燒。導致噴氨量增加，氨逃逸增大，催化劑堵塞。

3、解決方案

3.1蒸汽吹灰器綜合處理

3.1.1改造脫硝蒸汽吹灰系統。

蒸汽吹灰系統減少13個手動閥門和3個氣動門，進行爬管改造，將吹灰蒸汽母管疏水點改在最低位置，采用低位疏水，保證吹灰器運行中不帶水，有效解決了疏水不全的問題。將吹灰蒸汽改接至空預器吹灰蒸汽母管減壓站后，使系統簡單化；將疏水管改為（Ф25）的管道，縮小疏水管徑，保證蒸汽吹灰器壓力穩定且達吹灰要求，有效解決蒸汽吹灰壓力不足的問題。

3.1.2改變脫硝蒸汽吹灰方式。

吹灰方式改用程控方式吹灰，防止吹灰壓力瞬間過高。加裝配重塊對吹灰器耙管進行了調平，避免因吹灰器吹灰時蒸汽偏斜吹損催化劑。加長吹灰器耙管，對催化劑吹灰全覆蓋，排除蒸汽吹灰死區。將脫硝蒸汽吹灰壓力調整在0.7至0.9MPa之間，避免了蒸汽吹灰壓力過高導致催化劑損壞。

3.2聲波吹灰器綜合處理

改變脫硝聲波吹灰器的啟動方式，將聲波吹灰器由單獨啟動改為單層所有聲波吹灰器同時啟動；縮短聲波吹灰器啟動周期。

在脫硝裝置每層催化劑側墻處加裝一臺聲波吹灰器，擴大聲波吹灰器覆蓋范圍，解決催化劑側面積灰嚴重的問題。

3.3噴氨支管格柵改造

將脫硝廠家設計的噴氨格柵噴嘴從48個增加到144個，相鄰兩支噴氨支管的間距從850mm減小到150mm，提高脫硝入口煙氣中噴氨均勻性，降低氨逃逸。對脫硝入口導流板進行改造，將脫硝入口煙道處下導流板割除一半，解決了脫硝入口積灰嚴重問題。

3.4油槍改造

將原機械霧化式油槍改為氣泡式油槍，霧化效果好、使燃油燃燒完全，防止機組啟停中和運行中所投燃油燃燒不完全而污染催化劑。

3.5加強上游省煤器輸灰

加強省煤器輸灰管理，保證省煤器輸灰設備運行正常，杜絕因省煤器輸灰不暢導致大量灰粉進入脫硝煙道從而加劇催化劑的磨損。

3.6運行燃燒調整

嚴格控制氨耗，進行燃燒調整時，保證氧量充足，合理調整二、三次風、燃盡風門，降低NOx的生成量。減少噴氨，提高脫硝效率，將NOx排放值按環保規定壓紅線排放。

保證磨煤機運行工況良好，合理控制燃燒器投、停，減少燃燒偏差，保持爐內斷面熱負荷均勻。控制NOx生成量，控制噴氨量。

治理爐膛漏風，消除局部過氧燃燒引起的NOx偏高和脫硝系統入口氧量異常導致的NOx折算值異常，降低噴氨量。

及時處理吹灰器故障。定期對脫硝進、出口；空預器出口及脫硫凈煙氣中相關參數進行監測，掌握各煙道截面上氮氧化物的分布情況，制定合理的調整策略。

4、結語

通過多項優化措施，脫硝催化劑堵塞磨損問題得到有效治理，避免了脫硝催化劑因堵塞磨損損壞。降低了設備因素和運行原因導致的噴氨量，大幅減少脫硝運行維護成本和提高機組運行經濟性，也有效保障脫硝下游設備空預器、電袋除塵器的安全穩定運行。每年至少節約催化劑更換成本和液氨消耗投入500萬元以上。有效保證了脫硝催化劑長周期運行，為鍋爐安全穩定運行奠定了堅實基礎；也為企業環保指標達標排放做出了突出貢獻。

參考文獻

[1]周強秦.鍋爐原理.北京：中國電力出版社，2009.

[2]黃新元.電站鍋爐運行與燃燒調整.北京：中國電力出版社，2007.

[3]禾志強，劉永江.SCR煙氣脫硝技術及工程應用.北京：中國電力出版社，2014

作者簡介：楊光，男，技師，學士學位，主要研究大型鍋爐燃燒調整。

張習祥，男，助理工程師，學士學位，主要研究大型鍋爐燃燒調整。

（郵寄地址：貴州省畢節市黔西縣電力小區 張習祥收18798011186）