火電廠SCR煙氣脫硝裝置用于脫除煙氣中氮氧化物(NO_x)。該類技術通過將氨(NH₃)作為還原劑噴入煙氣中，使還原劑與煙氣中的NO_x發生還原反應，生成無害的氮氣(N₂)和水(H₂O)，從而達到脫除氮氧化物的目的。SCR脫硝裝置脫硝效率可達90%以上，能滿足嚴格的環保排放標準。若鍋爐設計煤種燃燒后產生的煙氣中NOx含量較高，SCR煙氣脫硝裝置可保證煙氣脫硝效率，大大降低煙氣NO_x排放量，但SCR脫硝裝置(zhi)對鍋爐安(an)全(quan)經濟(ji)運(yun)行將產生(sheng)較大的影響。

1、主要影響

1.1鍋爐熱量損失增大

安裝SCR脫(tuo)硝系統后(hou)，鍋爐的(de)熱量損(sun)失主要是(shi)煙(yan)氣通過脫(tuo)硝系統后(hou)煙(yan)溫會降低6℃左(zuo)右，對鍋爐效率將會產生一定的(de)影(ying)響。

1.2空預器換熱元件堵塞，使排煙溫度升高

氨(an)氣和(he)(he)三(san)氧(yang)化硫反(fan)應生(sheng)成硫酸氫氨(an)，硫酸氫氨(an)在(zai)溫度(du)180～200℃的環境中呈“鼻涕(ti)”狀的粘性物(wu)，因此在(zai)空(kong)預(yu)器(qi)(qi)高溫段(duan)和(he)(he)低(di)溫段(duan)處(chu)(chu)煙氣中的灰塵在(zai)該處(chu)(chu)容易和(he)(he)硫酸氫氨(an)一(yi)塊，極易粘附于空(kong)預(yu)器(qi)(qi)換熱面上，使空(kong)預(yu)器(qi)(qi)換熱元件臟污，空(kong)預(yu)器(qi)(qi)的換熱效(xiao)果變差，導致排(pai)煙溫度(du)升高，鍋爐(lu)效(xiao)率降低(di)。

1.3空預器漏風率增大

煙(yan)氣通過SCR脫硝系(xi)統以后的壓(ya)降(jiang)將(jiang)增加(jia)500Pa左右，為了使(shi)(shi)爐膛內部(bu)壓(ya)力(li)平衡，吸風(feng)機的出力(li)將(jiang)有(you)所增加(jia)，從而(er)導(dao)致空(kong)預器(qi)(qi)內部(bu)煙(yan)氣壓(ya)力(li)降(jiang)低(di)(di)，使(shi)(shi)空(kong)預器(qi)(qi)風(feng)/煙(yan)壓(ya)差(cha)增大，導(dao)致空(kong)預器(qi)(qi)漏風(feng)率增加(jia)，鍋爐效率降(jiang)低(di)(di)。

1.4對煙道阻力的影響

SCR脫(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)置使煙氣阻(zu)力增加(jia)500Pa左右，而且對蜂窩式催化(hua)劑(ji)(ji)容易(yi)積灰堵(du)塞，且隨著運行時(shi)間(jian)的(de)增長(chang)，催化(hua)劑(ji)(ji)堵(du)塞程度也越(yue)嚴(yan)重(zhong)，將導致吸風機的(de)電耗(hao)增加(jia)。現(xian)在設計的(de)SCR脫(tuo)硝(xiao)系統均(jun)不設計旁路系統，如果催化(hua)劑(ji)(ji)堵(du)塞嚴(yan)重(zhong)，將直接影(ying)響(xiang)鍋爐的(de)安(an)全、穩定運行。

對空(kong)(kong)預(yu)器(qi)的影(ying)響，相比(bi)較來(lai)說SCR脫(tuo)硝裝置對空(kong)(kong)預(yu)器(qi)的影(ying)響更為(wei)突出，主要原因是硫酸氫氨(an)的腐(fu)蝕性(xing)和黏(nian)結性(xing)。硫酸氫氨(an)與(yu)灰塵一起粘附在(zai)空(kong)(kong)預(yu)器(qi)的換熱(re)元件上，不僅降低換熱(re)效(xiao)果，還將會(hui)在(zai)空(kong)(kong)預(yu)器(qi)的低溫(wen)段產(chan)生低溫(wen)腐(fu)蝕，同時造成空(kong)(kong)預(yu)器(qi)的積灰。

SCR脫硝裝置(zhi)氨(an)逃(tao)逸率一(yi)(yi)般設(she)計為≯3ppm，逃(tao)逸率超過(guo)設(she)計值時(shi)將會造成(cheng)大(da)量的硫(liu)(liu)酸氫氨(an)生成(cheng)，致使空預器嚴重堵塞，這將造成(cheng)吸風機電耗(hao)增(zeng)加、一(yi)(yi)次風機母管壓力波動大(da)等(deng)情況。另外，燃用高硫(liu)(liu)煤(mei)時(shi)，煙氣(qi)(qi)中(zhong)SO3含量較高，只(zhi)要煙氣(qi)(qi)中(zhong)有0.005%的SO3，煙氣(qi)(qi)的露點即可提(ti)高到(dao)150℃以上(shang)。同(tong)時(shi)氨(an)氣(qi)(qi)和NOx反應產物為氮(dan)氣(qi)(qi)和水，因(yin)此空預器的低溫段就可能有硫(liu)(liu)酸溶液(ye)凝結在換熱元(yuan)件上(shang)，造成(cheng)空預器的低溫腐蝕。

減少SCR脫(tuo)硝(xiao)催化劑積(ji)灰(hui)(hui)情(qing)況，煙(yan)氣中灰(hui)(hui)塵(chen)(chen)的含量(liang)與煤種(zhong)的灰(hui)(hui)灰(hui)(hui)、燃燒(shao)調(diao)整有(you)很(hen)大關(guan)系，但影(ying)響脫(tuo)硝(xiao)催化劑積(ji)灰(hui)(hui)的因(yin)素還與省煤器輸灰(hui)(hui)系統(tong)運(yun)行情(qing)況、脫(tuo)硝(xiao)裝置所安裝的吹灰(hui)(hui)器有(you)關(guan)。省煤器輸灰(hui)(hui)系統(tong)不能正常工作，將會使(shi)大量(liang)的灰(hui)(hui)塵(chen)(chen)帶入脫(tuo)硝(xiao)上層(ceng)催化劑，即便加強脫(tuo)硝(xiao)系統(tong)吹灰(hui)(hui)仍不能避免蜂(feng)窩狀催化劑的堵(du)塞。

用于脫硝裝置的(de)(de)(de)吹(chui)灰(hui)(hui)器(qi)有聲波和蒸汽(qi)吹(chui)灰(hui)(hui)兩種方式。聲波吹(chui)灰(hui)(hui)器(qi)在(zai)灰(hui)(hui)量(liang)較小(xiao)時(shi)效果較為(wei)明顯，并(bing)能徹底吹(chui)除(chu)邊(bian)角的(de)(de)(de)積(ji)灰(hui)(hui)，但灰(hui)(hui)量(liang)較大時(shi)耙(pa)式蒸汽(qi)吹(chui)灰(hui)(hui)器(qi)能起到很好的(de)(de)(de)作用。當(dang)在(zai)投入(ru)蒸汽(qi)吹(chui)灰(hui)(hui)時(shi)，一定要充分的(de)(de)(de)疏水(shui)，否則會造(zao)成灰(hui)(hui)塵結塊(kuai)堵塞催化劑或對催化劑造(zao)成水(shui)蝕，影響(xiang)催化劑的(de)(de)(de)使用壽命(ming)。

脫(tuo)硝(xiao)煙(yan)道入口導流板應設計為流線機翼型并盡可能偏向于爐前方向，這(zhe)樣可有效改(gai)善煙(yan)氣(qi)分(fen)布(bu)流場(chang)，阻止(zhi)較大灰分(fen)顆粒被煙(yan)氣(qi)攜(xie)帶(dai)到催(cui)(cui)化劑蜂窩孔(kong)中(zhong)造成(cheng)催(cui)(cui)化劑蜂窩孔(kong)堵塞。

2、控制手段

2.1空預器傳熱元件及沖洗改造

安裝SCR脫硝工藝的空預(yu)(yu)器(qi)在防(fang)止低(di)溫段腐(fu)蝕、積(ji)灰堵(du)塞(sai)和清(qing)洗方面需要進(jin)行特殊(shu)設計，為(wei)防(fang)止由于(yu)空預(yu)(yu)器(qi)臟污使傳熱效果降低(di)，或空預(yu)(yu)器(qi)堵(du)塞(sai)導致被迫停爐事件的發生，空預(yu)(yu)器(qi)低(di)溫段傳熱元(yuan)件應采用(yong)搪瓷表面傳熱元(yuan)件。

一方(fang)面(mian)是搪瓷表(biao)面(mian)可以隔離腐蝕物與(yu)金(jin)屬接(jie)觸，其表(biao)面(mian)光潔，易于清(qing)洗;另一方(fang)面(mian)是搪瓷層穩定性好，耐磨損，使用壽命長。為避免(mian)鍋(guo)爐(lu)運(yun)行(xing)期(qi)間由(you)于出現空(kong)(kong)預器(qi)(qi)嚴重堵塞而被迫停爐(lu)事件的發生，在空(kong)(kong)預器(qi)(qi)吹灰(hui)器(qi)(qi)選型(xing)時不(bu)妨可以考慮采(cai)用雙介質吹灰(hui)器(qi)(qi)(蒸汽和水(shui))，實現對空(kong)(kong)預器(qi)(qi)在線水(shui)沖洗。

正常運(yun)行時采用(yong)蒸(zheng)汽定期吹灰，空預器(qi)(qi)堵塞(sai)嚴重時采用(yong)高壓水沖洗。如果空預器(qi)(qi)傳熱元(yuan)件由于未(wei)采用(yong)搪瓷材質，在SCR脫(tuo)硝系(xi)統投入半年時間即出現嚴重堵塞(sai)情況(kuang)。所以一般要對(dui)空預器(qi)(qi)傳熱元(yuan)件低溫段進(jin)行更(geng)換，更(geng)換為搪瓷管空預器(qi)(qi)。

2.2加強吹灰，定期對空預器進行沖洗和維護

SCR脫硝系統在(zai)運行過程中，催化(hua)劑和空(kong)預(yu)器積(ji)灰(hui)堵塞是在(zai)所難(nan)免(mian)的，必(bi)須加強(qiang)SCR反應(ying)器區域和空(kong)預(yu)器的吹(chui)灰(hui)，尤其應(ying)加強(qiang)空(kong)預(yu)器低溫段的吹(chui)灰(hui)。發(fa)現煙道阻力增大時，及時對催化(hua)劑進行清理，發(fa)現空(kong)預(yu)器進、出口差(cha)壓增大，應(ying)及時水沖(chong)洗。要想從根本解決麻煩(fan)可更換為(wei)搪瓷空(kong)預(yu)器。

2.3控制氨逃逸率

為減少脫硝裝置運行時對鍋爐的影響，控制硫酸氫氨的生成量就顯得尤為重要。生成硫酸氫氨的反應速率主要與溫度、煙氣中氨氣、SO₃及水含量有關。對于實際運行的火電機組，鍋爐煙氣中SO₃及水的含量無(wu)法控(kong)制。因此，必須嚴(yan)格控(kong)制氨(an)的逃逸率。

2.3.1嚴格控制氨的噴(pen)入量(liang)

防(fang)止氨(an)氣過量而造成氨(an)逃逸(yi)超標，正常情況下應控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)氨(an)逃逸(yi)率(lv)不(bu)超過3ppm。據統(tong)計，目前(qian)絕大部門火(huo)電(dian)廠SCR脫硝(xiao)系統(tong)氨(an)逃逸(yi)率(lv)表計顯示(shi)不(bu)準，基本上沒有正常投入，因此，對氨(an)逃逸(yi)率(lv)的控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)造成很(hen)大的難度。

2.3.2保持催化劑(ji)的活性

SCR脫(tuo)硝催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑的壽(shou)命(ming)一般(ban)在5～6年(nian)，因此SCR脫(tuo)硝裝置(zhi)運行一段(duan)時間(jian)后，催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑活性會逐漸衰減(jian)，脫(tuo)硝效(xiao)率(lv)將(jiang)會降(jiang)低，氨逃逸率(lv)將(jiang)會增加(jia)。SCR脫(tuo)硝裝置(zhi)設計均為(wei)2+1方式，當(dang)脫(tuo)硝效(xiao)率(lv)達不到設計值或(huo)(huo)不能滿足國家環(huan)保排放(fang)要求時，為(wei)確(que)保鍋爐的安全(quan)運行，就必須對催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑進行清洗或(huo)(huo)安裝備用層催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑。

2.3.3加強空預(yu)器(qi)進、出口差壓的監視

發現空預器進、出口差壓(ya)增大時，及時減少噴氨量，增加(jia)空預器低(di)溫(wen)段的吹灰次數。

3、結束語

采用(yong)SCR脫(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)置(zhi)，對鍋爐尾部受(shou)(shou)熱(re)面(主(zhu)要是(shi)空預(yu)器(qi))的(de)(de)臟污、堵塞和(he)腐(fu)蝕可通過(guo)限制(zhi)(zhi)氨逃逸量及催化劑(ji)的(de)(de)SO2/SO3氧化率(lv)加(jia)以(yi)控制(zhi)(zhi);對鍋爐熱(re)效率(lv)的(de)(de)影(ying)響可通過(guo)減少煙道(dao)(dao)長(chang)度從而(er)減少散熱(re)面積加(jia)以(yi)控制(zhi)(zhi);對引風(feng)機(ji)的(de)(de)影(ying)響(即鍋爐煙氣阻力的(de)(de)增(zeng)加(jia))可通過(guo)合(he)理(li)設(she)計(ji)煙道(dao)(dao)形狀、合(he)理(li)選取煙氣流(liu)速、加(jia)裝(zhuang)導流(liu)裝(zhuang)置(zhi)、縮短煙道(dao)(dao)長(chang)度等加(jia)以(yi)控制(zhi)(zhi)。對于在役(yi)電廠鍋爐，后(hou)兩(liang)者(zhe)的(de)(de)控制(zhi)(zhi)措施在很大程度上受(shou)(shou)現(xian)有設(she)備空間和(he)場地條件的(de)(de)限制(zhi)(zhi)。在進行(xing)脫(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)置(zhi)設(she)計(ji)時，必須充分(fen)考慮(lv)該(gai)裝(zhuang)置(zhi)對鍋爐運行(xing)的(de)(de)影(ying)響，并(bing)應進行(xing)技術經濟評價，以(yi)保證鍋爐安全經濟運行(xing)。