鍋爐煙氣脫硝裝置噴氨優化調整

葛剛衛 王晨

摘要：為了解鍋爐脫硝裝置運行狀態，防止局部過噴或欠噴，對噴氨系統進行優化調整，并控制斷面上各點的氨逃逸率偏差、斷面氨逃逸率在合理范圍內，達到降低噴氨量、提高脫硝系統經濟性目的。通過調整，使A、B側出口NOx分布相對均勻，NH3濃度下降，對A、B側實際脫硝效率及SCR出入口NOx表盤測點也分別進行了修正，并給出了修正系數。

關鍵詞：SCR;NOx;氨逃逸;噴氨優化

一、設備概況

某電廠2×600MW鍋爐為超臨界參數、垂直爐膛、一次中間再熱、平衡通風、固態排渣、全鋼構架、露天布置的“W”型鍋爐，燃煤為普興礦區的無煙煤，制粉系統采用雙進雙出鋼球磨冷一次風正壓直吹系統，每臺爐按6臺磨煤機配置，每臺磨煤機兩端各引出2個煤粉管道，對應爐膛前后墻錯列布置的24只濃縮型EI-XCL低NOx雙調風旋流燃燒器，尾部設置分煙道，采用煙氣調節擋板調節再熱器出口汽溫。鍋爐脫硝裝置采用選擇性催化還原（SCR）工藝煙氣脫硝系統，脫硝反應器布置在鍋爐省煤器和空氣預熱器之間的高含塵區域，不設置SCR煙氣旁路及省煤器旁路，能適應鍋爐50～100%ECR運行。以液氨作為脫硝還原劑，采用蜂窩式催化劑，按“3+1”模式布置，備用層在最下層，脫硝系統按入口NOx濃度1200mg/m3、處理100%煙氣量、脫硝效率不低于85%進行設計。脫硝催化劑裝置采用截距為8.2mm的蜂窩催化劑，單個反應器內每層布置96個模塊，單臺機組共用催化劑835.142m3。

二、試驗方法

1.噴氨優化調整：在鍋爐500MW負荷下，根據SCR反應器出口截面的NOx濃度分布，對反應器入口豎直煙道上的AIG噴氨格柵的手動閥門開度進行多次調節，最大限度提高反應器出口的NOx分布均勻性，然后在300WM時，對SCR入口NOx和出口NOx分布進行校核測試。

2.試驗測點：SCR裝置噴氨優化試驗需要測試的項目包括：反應器進出口的NO/O2濃度、出口NH3逃逸。A、B反應器進口單側布置21個測點（7孔×3點），出口單側布置39個測點（13孔×3點），試驗測點位置如下圖：

三、測量方法

1.NO與O2濃度分布：在SCR反應器的進口和出口煙道截面，利用網格法進行煙氣取樣，煙氣經不銹鋼管引出至煙道外，再經過除塵、除濕、冷卻等處理后，最后接入MAG5型煙氣分析儀分析煙氣中的NO與O2含量，可獲得煙道截面的NOx濃度分布（干基、標態、95%NO、6%O2）。取反應器進、出口的NOx濃度的算術平均值計算脫硝效率。

2.NH3逃逸濃度：煙道中各測孔內的氨濃度值，采用激光法取樣測量。煙氣進入電加熱取樣槍后，接入HPLAAS-1000型氨分析儀，測量煙氣中氨濃度。

3.DCS參數：試驗期間，通過機組DCS系統記錄鍋爐主要的運行參數（負荷、蒸發量等），并監測脫硝系統的主要運行參數（氨流量、SCR進出口的NO/O2濃度、氨逃逸等）。

四、試驗結果及分析

1.調整試驗

500MW時，對SCR入口豎直煙道上噴氨格柵不同支管的手動閥開度進行調節。試驗結果：A側出口調整前NOx分布相對標準偏差為29.1%，調整后NOx分布相對標準偏差為11.5%，NH3濃度為4.1μL/L;B側出口調整前NOx分布相對標準偏差為23.3%，調整后NOx分布相對標準偏差為11.1%，NH3濃度為3.8μL/L。調整前后出口NOx分布見下圖（以B測為例）。

2.300MW校核試驗

300WM時，對SCR出入口NOx和出口NOx分布進行測試。試驗結果如下表所示。

3.表盤參數與實測參數對比結果

將表盤參數與實測參數進行對比，得到表盤參數修正系數，對比結果如表4-3所示。

五、試驗結論

1.500MW摸底測試中，A、B側SCR出口NOx相對標準偏差分別為29.1%和23.3%，實際脫硝效率分別為85.00%和85.04%，氨逃逸濃度分別為5.0μL/L和4.7μL/L。

2.500MW噴氨優化調整后，A、B側SCR出口NOx相對標準偏差分別為11.5%和11.1%，氨逃逸濃度分別為4.1μL/L和3.8μL/L。

3.300MW校核試驗中，A、B側SCR出口NOx相對標準偏差分別為14.6%和9.8%，實際脫硝效率分別為81.24%和82.84%，氨逃逸濃度分別為3.9μL/L和3.8μL/L。

4.對表盤參數進行修正，修正系數如表5-1所示。

六、結語

將SCR脫硝系統出口NOx分布不均度作為優化調整指標，經過噴氨優化調整試驗使氨的分布相對均勻，左右側偏差率明顯變小，氨氣與煙道內煙氣中NOx充分反應，達到降低噴氨量、提高脫硝系統經濟性目的。同時，也使得控制斷面上各點的斷面氨逃逸率降低，減少硫酸氫氨的生成，使空預器風阻變小、清洗周期變長，提高了設備的安全性，還能更好地滿足環保要求。今后，在機組停運期間，可通過改良SCR系統入口導流設施，調整SCR入口豎直煙道上噴氨格柵不同支管的手動閥開度和噴氨壓力等方法改善催化劑上方氣流分布的均勻性，對催化劑失活狀況進行排查，檢查噴氨格柵噴嘴是否存在堵塞等情況并對應進行處理，確保SCR脫硝系統安全、經濟運行。

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