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电站锅炉烟气脱硝系统氨逃逸率技术研究
燃煤电厂超低排放技术路线大多采纳低氮燃烧器和选择性催化复原(SCR)组合方式，脱硝效率和NH3逃逸率是衡量SCR脱硝系统的两个重要性能指标。氨逃逸率的因素包括脱硝催化剂性能、烟气流场匀称性、锅炉运行方式、喷氨掌握规律、仪器仪表及测量方式等。1氨逃逸的生成机理及危害燃煤电厂SCR脱硝反响器中，NH3选择性催化复原烟气中NOx的主要化学反响为:4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O(1)4NH3+6NO=5N2+6H2O，(2)4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O(3)8NH3+6NO2=7N2+12H2O(4)烟气中90%～95%的NOx以NO形式存在，以上反响中以反响(1)为主。实际运行中，受反响条件限制和副反响的影响，无法保证NO完全脱除，所以SCR脱硝反响效率一般在95%左右。燃煤烟气中含有肯定质量浓度的SO2以及少量SO3，SO2在催化剂作用下进一步氧化生成SO3，SO3与NH3及水蒸气反响生成硫酸氢铵与硫酸铵。硫酸氢铵形成温度随着NH3和SO3质量分数乘积的上升而上升，影响规律如图1所示。2影响氨逃逸率的主要因素2.1脱硝催化剂性能脱硝催化剂活性是影响氨逃逸率的根本缘由，烟气温度、含水率、氧含量、烟尘质量浓度等因素均会对催化剂活性产生影响。随着脱硝效率的上升，氨逃逸率呈上升趋势，当脱硝效率高于设计值时，氨逃逸率大幅度增加。2.2流场匀称性烟气流场匀称性是指SCR脱硝系统入口烟气来流匀称性及喷氨后氨氮混合匀称性。运行过程中，导流板磨损、积灰、喷嘴堵塞、烟气流量超过设计值等因素也会导致流场不均，影响氨氮摩尔比分布。尤其是在超低排放要求下，要求的脱硝效率越高，氨氮摩尔比不匀称性的影响越明显，氨逃逸率增长趋势也越明显。脱硝效率为92%时，当氨氮摩尔比偏差从2%增加到12%时，氨逃逸率从1.00×10-6增加到8.00×10-6。2.3锅炉运行方式机组负荷、烟温、燃烧状况等运行参数对脱硝效率和氨逃逸率有明显影响。过高的燃尽风率或过高的氧含量可增加SCR入口NOx质量浓度，进而影响脱硝系统运行参数和氨逃逸率2.4喷氨掌握系统脱硝系统喷氨掌握系统一般采纳固定氨氮摩尔比或固定SCR出口NOx质量浓度的掌握方式。固定氨氮摩尔比掌握原理是依据脱硝效率，根据固定的氨氮摩尔比脱除烟气中NOx。固定SCR出口NOx质量浓度掌握方法的主掌握回路与固定氨氮摩尔比的掌握方式根本一样，不同之处在于引入了反响器出口NOx质量浓度，脱硝效率依据反响器入口NOx质量浓度和反响器出口NOx质量浓度设定值计算获得，氨氮摩尔比是脱硝效率的函数。2.5测量方法和仪表由于氨逃逸的量级特别小，理论计算很难精确，原位光学测量法可以实现在线监测。但精确度简单受高温、高尘恶劣工况的影响。3氨逃逸率掌握技术3.1流场优化实际运行过程中，SCR脱硝系统中气流流淌特别简单，在烟道内设置导流板可有效改善速度分层现象。导流板后可加装气流均布器(在第1层催化剂上方加装整流格栅等)，利用局部的紊流改善流场速度不匀称的状况。依据不同机组的详细状况，合理设置导流板的位置、数量、形式等，在改善流场的同时要尽可能低地增加系统压降。氨喷入之后与烟气混合的匀称性集中在氨的喷射方式和喷氨后与烟气的混合两个方面，主要取决于喷氨格栅形式及氨烟静态混合器的选型与布置。3.2掌握系统优化针对SCR脱硝掌握系统大滞后、大延时问题，通过引入猜测掌握、融合改良的状态变量掌握、相位补偿掌握等技术，提前猜测被调量将来变化趋势，提高脱硝系统闭环稳定性和抗扰动力量。稳定的喷氨量掌握取决于高质量的氨气质量流量计、氨量调整阀和最正确的掌握参数。在同等设备和掌握条件下，通过掌握系统优化，改善喷氨时机，特殊是提高喷氨掌握系统对机组负荷变化的响应速度，避开机组负荷变化时喷氨量未准时跟踪而使氨逃逸率超标。3.3喷氨优化调整对于现役SCR脱硝系统，在不改造系统设备的状况下，通过喷氨格栅优化调整，可改善氨氮摩尔比分布的匀称性。3.4测量仪表及测量方法改良超低排放改造时，应按要求更适宜精度的仪表，降低测量误差对氨逃逸掌握精确度的不利影响。通过对SCR进、出口流场的测试，采纳多点取样旁路管的方式，提高测点的取样代表性。3.5机组运行优化及检修维护实行炉内燃烧优化调整措施，通过调整氧量，调整分别燃尽风(SOFA)风门开度，合理搭配煤种等，降低脱硝装置入口NOx质量浓度。停炉检修时，需检查喷氨格栅喷嘴堵塞状况，对堵塞的喷嘴进展吹扫清理，加强喷氨系统阀门的维护，使喷氨调整阀有良好的调整特性，削减内漏量。4结论(1)选择适宜的喷氨格栅及氨烟混合装置，合理布置导流板、整流格栅等，提高SCR脱硝系统烟气流场匀称性及氨氮混合匀称性，降低氨氮摩尔比分布偏差。(2)进展SCR脱硝掌握系统优化，通过猜测掌握技术进展