SNCR系統(tǒng)氨水對鍋爐工況影響的分析和技改

（新疆克拉瑪依新科澳石油天然氣技術(shù)股份公司，新疆克拉瑪依市，834000）宋毅云 唐盼天 張軍 李民

氮氧化物（NOx）是造成大氣污染的主要污染源之一，我國環(huán)保政策要求，燃煤鍋爐應(yīng)嚴(yán)格控制NOx的排放。控制NOx排放的技術(shù)指標(biāo)可分為一次措施和二次措施兩類，一次措施是通過各種技術(shù)手段降低燃燒過程中的NOx生成量；二次措施是將已經(jīng)生成的NOx通過技術(shù)手段從煙氣中脫除。

我廠有兩臺UG-150/9.8-M9的150T/h的循環(huán)流化床燃煤鍋爐，為降低NOx的生成量，一次措施是燃燒過程中調(diào)整一二次風(fēng)量，控制NOx，但作用有限。主要是通過二次措施采用SNCR選擇性非催化還原法煙氣自動脫硝系統(tǒng)，在燃燒工況正常的分解爐出口噴入還原劑（氨水），將爐內(nèi)燃燒生成煙氣中的NOx還原為N2和H2O，從而降低NOx排放。下面對SNCR工藝流程作一簡單介紹。

1 SNCR脫銷系統(tǒng)

1.1 SNCR脫銷系統(tǒng)簡介

我廠的脫銷系統(tǒng)（SNCR）系統(tǒng)采用的是20~25%氨水為還原劑，經(jīng)過加壓霧化，并在線經(jīng)除鹽水稀釋后在鍋爐合適的區(qū)域，定量噴入鍋爐高溫區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，生成完全潔凈的氮氣和水。

1.2 SNCR系統(tǒng)工藝設(shè)備簡介

專用槽罐車送來20%左右的氨水，用自帶快速接口的軟管經(jīng)接至氨水卸載泵進(jìn)口，泵的進(jìn)、出口閥都有手動閥。開啟泵出口閥，啟動卸載泵就可以向兩個30m2立式氨水罐補(bǔ)液。氨水輸送系統(tǒng)和除鹽水輸送系統(tǒng)在氨站房內(nèi)，各設(shè)有2臺氨水（除鹽水）輸送泵，從氨水儲罐（除鹽水箱）底部抽取氨水（除鹽水），加壓后，經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥和流量計計量后，通過靜態(tài)混合器混合稀釋送至25m平臺SNCR分配模塊的穩(wěn)壓器，再分配給6根噴槍。廠用壓縮空氣經(jīng)減壓閥減壓后分為霧化空氣和冷卻空氣分別送至每根噴槍。氨水和霧化風(fēng)走中間，通過噴頭處的霧化噴嘴霧化氨水并噴入水平煙道，冷卻風(fēng)走外層，冷卻噴槍和噴頭。廠用壓縮空氣經(jīng)調(diào)壓閥穩(wěn)壓為0.35—0.45MPa。

2 氨水流量對爐溫和煙風(fēng)道積灰量的影響

2.1 氨水流量對鍋爐工況的整體影響

20%左右濃度的氨水與除鹽水混合噴入爐膛，與煙氣反應(yīng)生成氮和水，降低氮氧化物濃度到國家排放指標(biāo)要求內(nèi)。由于噴入的氨水是常溫，如果氨水和水混合后噴入量調(diào)整不好，一是會減弱脫硝效果，造成環(huán)保數(shù)據(jù)超標(biāo)。二是會降低爐溫，影響鍋爐正常燃燒，增加燃煤消耗。

2.2 氨水流量過量的影響

多數(shù)情況運行人員會加入的過量的氨水保證環(huán)保數(shù)據(jù)不超標(biāo)，結(jié)果是沒有完全反應(yīng)的水和反應(yīng)生成的水變成水蒸汽與煙氣飛灰混合流向后部煙道，含水蒸汽的飛灰自重變大，會逐漸沉落、板結(jié)，減少了水平煙道有效流通面積，加大了檢修清灰工作量；或附著于垂直煙道壁上，積累多時會坍塌堵塞煙風(fēng)道，給正常安全運行帶來巨大隱患，也會給日后停爐檢修清灰造成很大的困難。我廠一臺爐就發(fā)生過幾次因脫硫段前尾部煙道煙灰踏落事故，最嚴(yán)重一次使煙風(fēng)道被堵引起鍋爐大聯(lián)鎖動作而停爐的事故。

2.3 煙灰踏落事故原因分析

我們對垂直煙道幾次煙灰坍塌的事故進(jìn)行分析,認(rèn)為主要原因是氨水調(diào)節(jié)閥無法控制，流量顯示時有時無，運行人員為保證環(huán)保數(shù)據(jù)不超標(biāo)，人為增加氨水用量造成積分潮濕板結(jié)，累積到一定量就會坍塌。我們對現(xiàn)場閥門進(jìn)行了檢查分析，原裝的調(diào)節(jié)閥閥門的通徑是DN25，調(diào)節(jié)閥的0～100%開度對應(yīng)閥門量程為0～16mm，閥門通徑偏大。在實際操作中，氨水調(diào)節(jié)閥的開度通常在7%以下調(diào)整操作，調(diào)整量很小，電動調(diào)節(jié)閥為普通的調(diào)節(jié)閥，信號死區(qū)在3%左右。而給定信號開度經(jīng)常在2%以下，閥門基本不會動作。如果調(diào)節(jié)開度信號給的過大，閥門可以操作，但閥門動作量程也會偏大使氨水給入量過大，就會影響爐溫，煙灰變重沉落。運行人員在沒有辦法的情況下，只能是關(guān)小調(diào)節(jié)閥前的手動球閥來配合電動閥門調(diào)整流量，這肯定不能滿足工藝運行的調(diào)整要求。而且調(diào)節(jié)閥后的使用的電磁流量計也因為流量過小而無法顯示，氨水加入量的調(diào)整全憑經(jīng)驗。

3 解決方案

3.1 調(diào)節(jié)閥及閥門的技改

通過以上的對比分析，我們決定對其進(jìn)行技改。一開始的方案是減小氨水管線管徑，從DN25的改為DN15的，把閥門也改為DN15的，再更換一臺調(diào)節(jié)精度高的電動調(diào)節(jié)閥，電磁流量計也改為DN15的小流量計。我們?yōu)榇撕蛯I(yè)做調(diào)節(jié)閥發(fā)廠家進(jìn)行溝通，并來現(xiàn)場進(jìn)行測量計算。原閥體通徑量程為0～16mm，而我們正常使用的通徑范圍在0～2mm內(nèi)，這樣的調(diào)節(jié)范圍實在太小，大部分調(diào)節(jié)閥都無法完成這么小的精度調(diào)節(jié)，否則成本會非常昂貴。經(jīng)過測量和協(xié)商決定，特制兩臺DN25的閥門，把閥體的通徑量程改為0～5mm，來對應(yīng)調(diào)節(jié)閥0～100%開度，這樣就使得0～2mm的使用范圍對應(yīng)的開度在0～40%，調(diào)整精度大大的提高，調(diào)整范圍也就有了保證。調(diào)節(jié)閥和閥門都需要由專業(yè)廠家特別定制。

3.2 流量計功能的處理

修正電磁流量計的小流量切除功能，使流量計在0～10T/h以下的量程也能顯示，監(jiān)控使用的流量。

4 結(jié)語

經(jīng)過改造后的調(diào)節(jié)閥，安裝調(diào)試后效果很好。調(diào)節(jié)閥的正常開度在20%到50%，對應(yīng)閥門開度在1～3mm，大大提高了調(diào)節(jié)精度，方便了運行人員操作，氨水流量得到了有效控制調(diào)節(jié)。點爐投運一段時間后，對比前后數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，鍋爐環(huán)保數(shù)據(jù)的指標(biāo)得到了有效控制，氨水使用量還減少了20%以上，也沒有再出現(xiàn)積灰坍塌現(xiàn)象，保證了鍋爐安全高效運行。