燃煤(mei)電廠SCR脫硝(xiao)超低(di)排放(fang)改造(zao)后，對(dui)其氨(an)逃(tao)逸率(lv)準確監測可以保證(zheng)脫硝(xiao)經濟運行同時實現(xian)機(ji)組安(an)全(quan)穩定運行。對(dui)3臺實現(xian)超低(di)排放(fang)機(ji)組的SCR脫硝(xiao)出口(kou)煙氣中(zhong)氨(an)逃(tao)逸率(lv)和NOx濃度(du)進行網(wang)格法(fa)測試，發現(xian)NOx濃度(du)分布嚴(yan)重不均且(qie)氨(an)逃(tao)逸率(lv)超過設計值問題普(pu)遍(bian)存在;

在線氨(an)(an)逃(tao)逸表數據存在單(dan)點(dian)不具代表性(xing)和異常原(yuan)因造成數據有(you)問題，均(jun)無法(fa)反應整個脫硝(xiao)出口斷(duan)面實(shi)際(ji)的(de)(de)(de)氨(an)(an)逃(tao)逸率;針對上(shang)述(shu)問題，給出氨(an)(an)逃(tao)逸率是否超標的(de)(de)(de)幾(ji)點(dian)輔助(zhu)判(pan)定方(fang)法(fa)，指(zhi)(zhi)導(dao)電廠給出正(zheng)確的(de)(de)(de)噴氨(an)(an)控(kong)制指(zhi)(zhi)令。研究結果消減SCR脫硝(xiao)運行帶來的(de)(de)(de)機組(zu)負(fu)面影(ying)響(xiang)，實(shi)現噴氨(an)(an)有(you)“數”可依，保障脫硝(xiao)超低改(gai)造設(she)備(bei)運行和管理有(you)一定的(de)(de)(de)指(zhi)(zhi)導(dao)意義。

2015年12月，《全(quan)(quan)面實施燃煤(mei)電廠超(chao)低(di)排(pai)放和節能改(gai)(gai)造工作方案》(環發文件(jian)〔2015〕164號)要(yao)求，在(zai)2020年前全(quan)(quan)國所有具(ju)備改(gai)(gai)造條件(jian)的現役燃煤(mei)機組全(quan)(quan)部實現超(chao)低(di)排(pai)放改(gai)(gai)造。當前燃煤(mei)電廠脫硝(xiao)超(chao)低(di)排(pai)放改(gai)(gai)造僅(jin)是增(zeng)加備用層(ceng)催化劑，忽視對SCR反應(ying)器(qi)內速度場(chang)(chang)、溫度場(chang)(chang)、噴氨均勻性(xing)、氨逃(tao)逸分析儀(yi)和空(kong)氣預(yu)熱器(qi)等進行(xing)相應(ying)的優化和改(gai)(gai)造。

燃(ran)煤(mei)電(dian)廠脫(tuo)硝超低排放(fang)(fang)改(gai)造后(hou)，對燃(ran)煤(mei)電(dian)廠氨逃逸率(lv)準確(que)、快速高靈(ling)敏檢測顯得(de)十(shi)分有必要。當前，從燃(ran)煤(mei)電(dian)廠超低排放(fang)(fang)改(gai)造驗收結(jie)果來看，關注的僅(jin)是(shi)出口(kou)NOx濃度是(shi)否達標排放(fang)(fang)，出現了脫(tuo)硝出口(kou)NOx濃度分布不均勻和氨逃逸率(lv)超標嚴重。

加(jia)劇了空氣(qi)預熱(re)器和布袋除塵器硫酸氫銨(ABS)結(jie)晶堵(du)塞，脫硝還原劑(ji)浪費嚴重(zhong)，催化劑(ji)堵(du)塞、磨損和活性成分流(liu)失較快(kuai)等問題的嚴重(zhong)性。

本文選取安徽省內(nei)3臺實現已(yi)超(chao)(chao)低(di)排放的(de)(de)超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨界機組(zu)為(wei)研(yan)究對(dui)象，采用德國NOVAplus、加拿大優勝M-NH3便攜式逃(tao)逸(yi)氨分析(xi)儀等運用網格法(fa)對(dui)脫硝出口NOx分布及氨逃(tao)逸(yi)率進行測試，同時對(dui)其氨逃(tao)逸(yi)表(biao)在線(xian)數據及問(wen)題(ti)進行分析(xi)，并給出氨逃(tao)逸(yi)率超(chao)(chao)標的(de)(de)輔助判(pan)定方法(fa)。

研究結(jie)果對消(xiao)減SCR脫硝(xiao)運行對機組的負(fu)面(mian)影響，實現(xian)噴氨有“數”可依及保障超低(di)排放改造后脫硝(xiao)設備運行和(he)管(guan)理有一定(ding)的指導意義(yi)。

1氨逃逸表類型及氨測量難點

與(yu)NOx、SO2等(deng)煙氣污染物相比，測(ce)量(liang)(liang)(liang)氨逃逸(yi)(yi)率(lv)要(yao)困難的多，原(yuan)因如下:氨逃逸(yi)(yi)率(lv)一般量(liang)(liang)(liang)低，普通電化(hua)學、紅外和(he)紫外等(deng)方(fang)法不適用;易反應(ying)生成硫酸氫銨，抽取測(ce)量(liang)(liang)(liang)溫度難以滿(man)足要(yao)求;氨氣吸附性(xing)極(ji)(ji)強，極(ji)(ji)易溶(rong)于水，抽取測(ce)量(liang)(liang)(liang)改變煙氣中氨氣濃度;SCR脫硝反應(ying)器中振(zhen)動、高含(han)塵(chen)工況不穩定，原(yuan)位對(dui)穿(chuan)測(ce)量(liang)(liang)(liang)激(ji)光投射率(lv)低。

燃煤電廠氨(an)逃逸率(lv)(lv)在線監測(ce)表早期采用傳統手工化(hua)學法，但由于(yu)存在轉換效(xiao)率(lv)(lv)問(wen)題，分析周期較長，無(wu)法滿足火電廠快速、準(zhun)確測(ce)量氨(an)逃逸的(de)需求(qiu)。

目(mu)前燃煤電廠使(shi)用(yong)的氨逃逸表(biao)類型主要有瑞士(shi)ABB(A02000-LS25)、西門子LDS6、NEO(LaserGasⅡSP)、英(ying)國SERVOMEX(Laser SP)、加拿大Unisearch(LasiR)、德國Sick-GM700、日本Horiba(ENDA-C2000)和(he)國電環(huan)保(LDAS-01)儀表(biao)。

2不同類型氨逃逸表問題分析

2.1單點測量不具有代表性

案例1:F發電分公司3號機組(zu)為(wei)(wei)二(er)期擴建(jian)工(gong)程2×660MW超超臨界機組(zu)。采用(yong)單爐(lu)體(ti)(ti)雙SCR結構(gou)體(ti)(ti)、高溫(wen)高灰型，其布(bu)置于鍋爐(lu)省煤器(qi)與空(kong)預器(qi)之間。采樣液氨為(wei)(wei)還(huan)原劑(ji)(ji)。2015年10月(yue)，3號機組(zu)完成煙(yan)氣污染物(wu)“超低排放”改(gai)造，脫硝系統(tong)催(cui)化劑(ji)(ji)增加備用(yong)層(ceng)改(gai)造后(hou)為(wei)(wei)三層(ceng)布(bu)置，增加一層(ceng)催(cui)化器(qi)后(hou)設計效率(lv)為(wei)(wei)87.5%。逃逸氨監測為(wei)(wei)西門子LDS6氨逃逸表激光分析儀。

圖1 3號爐(lu)SCR脫硝出口NOx濃度及氨逃逸(yi)分布

從圖1可知，在負荷(he)546MW下，3號(hao)爐SCR脫硝A、B側出(chu)口NOx濃(nong)度分(fen)布相(xiang)對標準偏差分(fen)別為(wei)97.18%、69.13%，均大于15%設(she)計值。A、B側各測孔(kong)的(de)氨逃逸(yi)濃(nong)度分(fen)布也極不平均，且(qie)測孔(kong)出(chu)口的(de)氨逃逸(yi)濃(nong)度與NOx濃(nong)度均值呈反比關系(xi)。

由(you)于對(dui)穿式西門子(zi)LDS6氨(an)(an)逃(tao)逸(yi)表分別裝在A、B反(fan)應(ying)器角落，一(yi)般都是噴(pen)氨(an)(an)量(liang)相對(dui)較少的區域，造成(cheng)氨(an)(an)逃(tao)逸(yi)濃度較低，氨(an)(an)逃(tao)逸(yi)表不(bu)具有(you)代(dai)表性(xing)。

案例2:T發(fa)電廠3號機(ji)組為2×660MW超超

臨界(jie)機組工程，鍋爐(lu)生(sheng)產廠家為上海(hai)鍋爐(lu)廠有限公司，燃燒方式采用(yong)四角切圓，為全懸吊(diao)結構Π型鍋爐(lu)。脫硝(xiao)裝(zhuang)置(zhi)采用(yong)SCR脫硝(xiao)裝(zhuang)置(zhi)，還原劑(ji)采用(yong)液(ye)氨，SCR裝(zhuang)置(zhi)的催化(hua)劑(ji)層數按2+1層方案進(jin)行設計。

2016年5月完(wan)成(cheng)超低排放改造，主(zhu)要為更(geng)換原來(lai)兩層(ceng)催(cui)化劑，且催(cui)化劑體(ti)(ti)積增大到231.5m3，設計效率為不低于85%。逃(tao)逸氨(an)監測為德國Sick-GM700一(yi)體(ti)(ti)式氨(an)逃(tao)逸表。

圖(tu)2 3號(hao)爐SCR脫(tuo)硝(xiao)出口NOx濃度及氨逃逸分布

從圖2中可以看出(chu)(chu)，3號爐(lu)SCR脫硝A、B側出(chu)(chu)口各測孔NOx濃度(du)和氨逃(tao)逸濃度(du)分(fen)(fen)布極不平(ping)均。德國Sick-GM700一體式氨逃(tao)逸表(biao)分(fen)(fen)別安(an)裝在A、B側反應器出(chu)(chu)口的中間(jian)位置，恰好位于(yu)氨逃(tao)逸濃度(du)較(jiao)小(xiao)，NOx濃度(du)較(jiao)高位置。

2.2測量數據有問題

案例(li)3:P發電有限(xian)責任公司5號機組為三期2×1000MW超(chao)超(chao)臨界(jie)機組。采用單爐體(ti)雙SCR結構體(ti)脫硝裝置、高(gao)溫高(gao)含塵布(bu)置方(fang)式，還(huan)原劑采用尿素。5號機組為新建同步實(shi)現超(chao)低(di)(di)排放機組，反應器內催化劑布(bu)置3層，設計脫硝效率(lv)不低(di)(di)于87%。

逃逸氨監測為日(ri)本HoribaENDA-C2000氨逃逸表，分別安(an)裝在A、B 反(fan)應器出口中間。

圖3 5號爐SCR脫硝(xiao)出口(kou)NOx濃(nong)度及(ji)氨逃逸分(fen)布

從圖3可(ke)知(zhi)，在負(fu)荷869MW下，A、B側NOx濃度分布相對標準偏分別(bie)為15.42%、22.74%，略大于15%設計值。脫硝裝置A、B側出口NH3逃逸濃度平均值分別(bie)為4.95μL/L、2.74μL/L。

B側(ce)氨(an)逃逸表值均遠高于各實測(ce)點值，結(jie)合B側(ce)出口NOx濃度(du)高于A側(ce)和脫硝效率低于A側(ce)初(chu)步(bu)判(pan)定可能(neng)B側(ce)氨(an)逃逸表有問題(ti)。

電廠運行人(ren)員打開B側氨(an)逃(tao)逸分(fen)析(xi)儀，清(qing)理(li)(li)出催化劑上大量飛灰(hui)，并疏通管路(lu)。清(qing)理(li)(li)后機(ji)組在(zai)810MW負荷下，B側氨(an)逃(tao)逸分(fen)析(xi)儀監測(ce)數據(ju)在(zai)3h均值為2.76μL/L。同時A側調節進口(kou)噴氨(an)閥開度，做到氨(an)逃(tao)逸單點監測(ce)具有代表性(xing)。

3氨逃逸超標輔助判定方法

(1)SCR脫硝出口(kou)與煙囪(cong)入(ru)口(kou)CEMS顯示(shi)得NOx偏差(cha)較大，表明SCR入(ru)口(kou)噴(pen)氨不均勻。

 (2)空(kong)預器短期壓(ya)降增長較(jiao)快，ABS堵塞現象與(yu)SCR脫硝設(she)備整(zheng)體(ti)過量噴氨或局部過大有關。生成的硫酸氫銨在空(kong)預器冷段蓄熱元件上(shang)液化，其表(biao)面粘附(fu)煙塵造成堵塞，導致空(kong)預器短期壓(ya)降增長較(jiao)快，影響機組的安全穩定運行。

(3)除塵(chen)器灰斗(dou)或灰庫中氨(an)味較(jiao)重(zhong)，FGD脫硫(liu)漿液(ye)pH偏高，布袋(dai)除塵(chen)器ABS糊袋(dai)，或者脫硫(liu)廢(fei)水氨(an)氮含量超(chao)標嚴重(zhong)等現象，通(tong)常與SCR脫硝(xiao)設備整體過量噴氨(an)有關。此外同(tong)時(shi)易造成布袋(dai)ABS糊袋(dai)，造成布袋(dai)短期阻(zu)力上升較(jiao)快。

4結語

對3臺實現(xian)(xian)超低排放機(ji)組的SCR脫硝(xiao)出口(kou)氨(an)(an)逃逸(yi)率(lv)和NOx濃(nong)度(du)進行研究，發(fa)現(xian)(xian)NOx濃(nong)度(du)分布(bu)相對標準(zhun)偏(pian)超過15%設計(ji)值且(qie)氨(an)(an)逃逸(yi)率(lv)超過設計(ji)值問題普遍存在(zai)。在(zai)線氨(an)(an)逃逸(yi)表數(shu)據(ju)存在(zai)單點不具代表性(xing)和堵灰原因造成數(shu)據(ju)異常有問題，均無法反應整(zheng)個(ge)SCR脫硝(xiao)出口(kou)斷面實際氨(an)(an)逃逸(yi)率(lv)。

給出脫硝與煙(yan)囪NOx偏差、空(kong)預器壓降增速(su)、除塵器灰中氨(an)(an)味較重(zhong)和(he)布(bu)袋除塵器ABS糊袋等現象(xiang)輔助判(pan)定氨(an)(an)逃(tao)逸率超(chao)標(biao)經驗方法，指(zhi)導電廠給出正確(que)的噴氨(an)(an)控制(zhi)指(zhi)令。研究結(jie)果消減SCR脫硝超(chao)低(di)排放運行(xing)帶來的機組負(fu)面影響，實現噴氨(an)(an)有(you)“數”可(ke)依和(he)保障脫硝超(chao)低(di)改(gai)造(zao)設備運行(xing)及管理。