超低排放SCR脱硝装置的问题与解决对策.docx

超低排放SCR脱硝装置的问题与解决对策随着我国SCR脱硝装置的广泛应用烟气系统积灰堵塞、磨损破损、冷端设备腐蚀已成为困扰机组NOx超低排放运转比较突出的问题。以某2X1000WM机组为例经现状调查、原因分析与诊断制定解决对策并实施改造。工程实践应用表明合理的设计建造指标优良的导流、均流与NH3/NOx混合技术行之有效。SCR脱硝装置凭借技术成熟、脱硝效率高、还原剂NH3价廉易得、煤种适应范围宽、适宜大容量机组NOx超低排放运营等优势广泛应用于我国火力发电企业。烟气系统的积灰堵塞、磨损破损、冷端设备ABS（即AmmoniumBisulfate中文名称硫酸氢铵分子式NH4HSO4）不良现象发生频率较高折射出当前SCR脱硝装置经济运转、性能保障的危机。本文以某火电企业调研和测试数据为基础通过流场模拟、理论分析和诊断将成功的解决对策分享给读者所涉及的方法、手段、分析依据和技术指标可为SCR脱硝超低排放工程提供技术借鉴和实践参考。1SCR脱硝装置现状调查1.1主要设计指标该SCR脱硝装置主要设计指标参考《火电厂烟气脱硝技术导则》（DL/T296-2011）设定具体的情况如表1所示。表1SCR脱硝装置主要设计指标1.2主要测试指标在100%BMCR工况下SCR装置脱硝效率、氨逃逸以及射入角、流速、NH3/NOx分布偏差等指标偏离设计值具体的情况如表2所示。表2SCR脱硝装置主要测试指标1.3导流板安装偏差反应器入口烟道6组导流板安装偏差多处超出允许值具体的情况如表3所示。表3导流板安装偏差检查1.4催化剂积灰堵塞、磨损和内裂SCR反应器顶层催化剂积灰堵塞、磨损和内裂情况如图1所示。A2～A17（不包含A5、A7、A5）、B1～B17（不包含B4、B9、B14）、C1～C17（不包含C15）、D1～D17（不包含D3、D5、D8、D9、D13）、E1、E4、E14、E15、E16为积灰堵塞分布C15为损坏B4、B9、B14、D5、D9、D13、F4、F9、F14为内裂。图1催化剂积灰堵灰、磨损和内裂1.5其他设备积灰堵塞、磨损破损烟气系统导流板、喷氨格栅（AIG）、均流管、飞灰整流器、空气预热器积灰堵塞、磨损破损情况如表4所示同时空气预热器换热元件发生腐蚀。表4SCR脱硝设备积灰、破损检查表2原因分析与诊断烟气设备的积灰堵塞、磨损破损、导流板安装偏差等因素均会改变流道流场分布导致注入氨浓度分布不均、NH3/NOx混合效果差、氨逃逸增加。氨逃逸和SO2/SO3转化率增加造成催化剂堵塞失活、空气预热器腐蚀、SCR脱硝性能下降。2.1积灰堵塞该煤质收到基灰分Aar、煤灰SiO2和Al2O3含量分别为41.3%、64.1%和27.1%。脱硝装置入口烟气粉尘和灰分SiO2含量高是导致烟气设备积灰堵塞的成因。分析图2可知催化剂堵塞导致催化剂提前失活、SCR装置脱硝效率下降。图2催化剂性能与脱硝效率2.2磨损破损和催化剂内裂锅炉和SCR烟气系统设备未做灰渣清理机组启动运转后烟气携带残渣、金属碎片以及大颗粒粉尘流入冲击或撞击下游设备导致设备局部磨损破损、催化剂内裂。仅考虑导流板和飞灰整流器破损因素经测试和流场模拟分析：喷氨格栅（AIG）前500mm处烟道断面流速偏差不合格率3.1%；SCR反应器烟气流向射入角偏差不合格率4.8%；SCR反应器顶层催化剂入口前500mm处流道断面流速偏差不合格率13.2%、NH3/NOx分布偏差不合格率11.5%。分析表明导流板和飞灰整流器的破损劣化流场和NH3/NOx混合同时飞灰整流器影响幅度较大。2.3导流板安装偏差仅考虑导流板安装偏差因素经测试和场模拟分析：喷氨格栅（AIG）前500mm处烟道断面流速偏差不合格率4.8%；SCR反应器烟气流向射入角偏差不合格6.9%；SCR反应器顶层催化剂入口前500mm处断面流速偏差不合格率15.6%、NH3/NOx分布偏差不合格率13.2%。由此判断导流板安装偏差超过允许值既影响烟气系统均流和NH3/NOx混合又导致积灰堵塞、磨损破损和氨逃逸增加。2.4氨逃逸与流速偏差喷氨格栅（AIG）和顶层催化剂前流速偏差不合格率分别为7.5%和29.7%依据图3分析：流速偏差超过设计值导致氨逃逸增加同时氨逃逸量随流速偏差加大而增加。图3流速偏差与氨逃逸2.5氨逃逸与NH3/NOx分布偏差反应器内顶层催化剂前NH3/NOx分布偏差不合格率为23.6%依据图4分析：氨逃逸随脱硝效率升高而增加；NH3/NOx分布偏差越大氨逃逸随脱硝效率增幅越大；脱硝效率越高控制氨逃逸越难；NH3/NOx分布偏差超过设计指标是导致氨逃逸增加的成因高于流速偏差的影响。图4NH3/NOx分布偏差与氨逃逸2.6冷端设备ABS现象液态硫酸氢铵（NH4HSO4）通常以液滴形式分