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脱硝技术SNCR以尿素为还原剂的在电厂的应用

摘要:本文介绍了以尿素作为还原剂的SNCR脱硝技术特点以及脱硝设备。提出老厂
SNCR脱硝改造需注意的问题，为改造方案提供有利的借鉴。

关键词:环保,电厂,脱硝,SNCR,尿素

利港电厂三期2台600MW燃煤发电机组于2006年12月同时投产。该机组锅炉采
用Alstom技术设计，由上海锅炉厂生产。锅炉采用炉膛分级燃烧以及燃尽风的低NOx切
圆燃烧技术，此外还配备了以尿素作为还原剂的SNCR脱硝装置。由于锅炉本身设有低
NO燃烧器，NO的排放浓度已低于现行环保排放标准，所以利港电厂要求SNCR的脱硝
效率仅在25%以上。实际证明，低NOx燃烧器与SNCR技术相结合产生了良好的脱硝
效果。为便于现场设备的安装，制造商采用模块化的供货方式。每个模块在脱硝流程中都具
备一定的功能。具体如下：
1循环模块

循环模块的作用将储存罐中50%浓度的尿素溶液输送至锅炉上部平台的分配模块并
在尿素溶液储罐和计量模块之间循环，以保证反应剂的持续供应并保持尿素溶液维持一定的
温度。

2墙式喷射器与多喷嘴喷射器

由于尿素溶液存在一定的腐蚀性，尿素溶液喷入炉膛的喷射器全部用3.6L不锈钢制
造。墙式喷射器分布在锅炉前墙、燃烧器的上方，其外形类似于锅炉短式吹灰器，多个喷射
器成为组。可以想象，仅凭前墙墙式喷射器无法使还原剂在炉膛内均匀混合。这样就不能得
到高的脱硝效率。所以必须增加多喷嘴喷射器。多喷嘴喷射器分布在锅炉两侧墙，其外形类
似于锅炉伸缩式吹灰器。为保证还原剂在整个锅炉宽度方向对NOx进行有效拦截，多喷嘴
喷射器设若干对喷嘴，喷嘴数量视炉膛内管屏间距而定。通过雾化空气，形成雾化颗粒状的
尿素被送入锅炉烟气中。由于多喷嘴喷射器在炉膛中的工作温度较高，所以在喷射器内部通
有除盐水作为多喷嘴喷射器冷却水。多喷嘴枪喷射器配带减速箱的电动伸缩机构，当喷射器
不使用、喷射器套管冷却水流量不足、冷却水温度高或雾化空气流量不足时，多喷嘴枪喷射

器会自动从锅炉中退出。

3计量站模块

喷射区计量模块是脱硝控制的核心装置，用于精确计量和独立控制到锅炉或焚化炉内
每个喷射区的尿素溶液浓度。该模块采用独立的化学剂流量控制，通过区域压力控制阀与就
地PLC控制器的结合并响应来自于机组燃烧控制系统、NOx和氧监视器的控制信号，自
动调节反应剂流量，对NOx浓度、锅炉负荷、燃料或燃烧方式的变化做出响应，打开或关
闭喷射区或控制其质量流量。
4分配模块

分配模块用来控制到每个喷枪的雾化/冷却空气、混合的化学剂和冷却水的流量。空气、
混合的化学剂可以在该模块上调节，达到适当的空气/液体质量比率，取得最佳的NOx还
原效果。

选择SNCR工艺需注意的问题

（1）目前国内没有现成的50%尿素溶液采购，所以电厂需从化肥厂买来袋装尿素自
行配制成尿素溶液。由于尿素的溶解过程是吸热反应，其溶解热高达-57.8cal/g（负号代表
吸热）。也就是说，当1克尿素溶解于1克水中，仅尿素溶解，水温就会下降57.8℃。而
50%的尿素溶液的结晶温度是16.7℃。所以，在尿素溶液配制过程中需配置功率强大的热
源，以防尿素溶解后的再结晶。在北方寒冷地区的气象条件下，该问题将会暴露的更明显。

（2）在整个脱硝工艺中，尿素溶液总是处于被加热状态。若尿素的溶解水和稀释水（一
般为工业水）的硬度过高，在加热过程中水中的钙、镁离子析出会造成脱硝系统的管路结垢、
堵塞。因此，必须在尿素中添加阻垢剂或采用除盐水作为脱硝工艺水。

（3）由于多喷嘴喷射器工作在炉膛内部高温区，为防止喷射器冷却水管路内部结垢。
需采用除盐水作为多喷嘴喷射器冷却水。一般来说，除盐水来自凝汽器。凝水泵送并经减压
后进入多喷嘴喷射器，与多喷嘴喷射器换热、减压后再返回凝汽器。单个多喷嘴喷射器所需
冷却水在10-15吨之间。所以，在老机组改造中必须考虑是否有除盐水的富裕量。

（4）在SNCR脱硝工艺中，厂用气的耗量也是较大的。喷射雾化需要厂用气，设备
的冷却需要厂用气，管路吹扫也需要厂用气。有资料表明，2×600MW机组脱硝平均需消
耗50Nm3/min。在老机组改造中也需要考虑厂用气的富裕量。

（5）电厂对粉煤灰有较好的综合利用能力或燃煤的硫份较高时，则SNCR工艺的氨
逃逸率不宜超过10ppm。

总结和建议

SNCR脱硝技术占地面积小、对锅炉改造的工作量少、施工安装周期短、节省投资，
较适合于老厂改造。

尿素颗粒或尿素溶液在运输和储存的安全性远远高于液氨，以尿素作为还原剂的
SNCR技术对于场地受限的电厂的脱硝改造将有一定优势。

由于SNCR脱硝效率较低，SNCR可以协同低NOx燃烧器改造或简易SNCR等其
他脱硝方式，在优化投资成本的