燃煤電廠SCR脫硝(xiao)(xiao)超(chao)(chao)低(di)排放改造(zao)后，對(dui)其氨(an)逃(tao)(tao)(tao)逸(yi)(yi)(yi)(yi)率(lv)準(zhun)確(que)監測(ce)可(ke)以保證脫硝(xiao)(xiao)經濟運(yun)行(xing)同時實(shi)現機(ji)組安全穩定(ding)運(yun)行(xing)。對(dui)3臺實(shi)現超(chao)(chao)低(di)排放機(ji)組的SCR脫硝(xiao)(xiao)出(chu)(chu)口煙氣中氨(an)逃(tao)(tao)(tao)逸(yi)(yi)(yi)(yi)率(lv)和(he)(he)NOx濃度進(jin)行(xing)網格法(fa)測(ce)試，發現NOx濃度分布嚴重不均且氨(an)逃(tao)(tao)(tao)逸(yi)(yi)(yi)(yi)率(lv)超(chao)(chao)過(guo)設計值問(wen)題(ti)普(pu)遍存在;在線氨(an)逃(tao)(tao)(tao)逸(yi)(yi)(yi)(yi)表數(shu)據存在單點(dian)不具代表性和(he)(he)異常原因造(zao)成(cheng)數(shu)據有(you)問(wen)題(ti)，均無法(fa)反應整個脫硝(xiao)(xiao)出(chu)(chu)口斷面(mian)實(shi)際的氨(an)逃(tao)(tao)(tao)逸(yi)(yi)(yi)(yi)率(lv);針(zhen)對(dui)上(shang)述問(wen)題(ti)，給(gei)出(chu)(chu)氨(an)逃(tao)(tao)(tao)逸(yi)(yi)(yi)(yi)率(lv)是否超(chao)(chao)標的幾點(dian)輔助(zhu)判定(ding)方法(fa)，指(zhi)導電廠給(gei)出(chu)(chu)正確(que)的噴(pen)氨(an)控制指(zhi)令。研究結果消減SCR脫硝(xiao)(xiao)運(yun)行(xing)帶來(lai)的機(ji)組負面(mian)影響，實(shi)現噴(pen)氨(an)有(you)“數(shu)”可(ke)依，保障脫硝(xiao)(xiao)超(chao)(chao)低(di)改造(zao)設備運(yun)行(xing)和(he)(he)管理有(you)一(yi)定(ding)的指(zhi)導意義。

引言(yan)

2015年(nian)12月，《全面實施燃煤電(dian)(dian)(dian)廠(chang)超(chao)低(di)(di)排放(fang)和節(jie)能改(gai)造工作方案》(環發文(wen)件〔2015〕164號)要求，在2020年(nian)前全國所(suo)有具備改(gai)造條件的(de)現役燃煤機組(zu)全部實現超(chao)低(di)(di)排放(fang)改(gai)造。當前燃煤電(dian)(dian)(dian)廠(chang)脫硝(xiao)超(chao)低(di)(di)排放(fang)改(gai)造僅(jin)是增加備用層催化劑，忽視(shi)對(dui)SCR反應器(qi)內速(su)度(du)場、溫度(du)場、噴氨(an)均(jun)勻性、氨(an)逃逸分析儀和空氣預(yu)熱器(qi)等進行相應的(de)優化和改(gai)造。燃煤電(dian)(dian)(dian)廠(chang)脫硝(xiao)超(chao)低(di)(di)排放(fang)改(gai)造后，對(dui)燃煤電(dian)(dian)(dian)廠(chang)氨(an)逃逸率準確、快(kuai)速(su)高靈敏檢測顯得(de)十分有必要。

當(dang)前，從燃煤電(dian)廠超(chao)低(di)排放改造驗收結(jie)果來看，關注的僅(jin)是出口NOx濃(nong)度是否達(da)標(biao)排放，出現了脫(tuo)硝出口NOx濃(nong)度分布不均勻和(he)氨逃逸率超(chao)標(biao)嚴(yan)重(zhong)。加(jia)劇了空氣預(yu)熱器和(he)布袋除塵器硫酸(suan)氫銨(ABS)結(jie)晶堵塞，脫(tuo)硝還(huan)原劑(ji)浪費嚴(yan)重(zhong)，催(cui)化劑(ji)堵塞、磨損和(he)活性成分流(liu)失較快等問題的嚴(yan)重(zhong)性。

本文選取安徽省(sheng)內3臺實現已超(chao)(chao)低排(pai)放的超(chao)(chao)超(chao)(chao)臨界機組為研(yan)究(jiu)對(dui)(dui)象，采用(yong)德國NOVAplus、加拿大優勝M－NH3便攜式逃(tao)逸氨(an)(an)分析(xi)儀等運用(yong)網格法對(dui)(dui)脫(tuo)硝(xiao)出口NOx分布及(ji)氨(an)(an)逃(tao)逸率進(jin)行(xing)測試，同時對(dui)(dui)其氨(an)(an)逃(tao)逸表在(zai)線數(shu)據及(ji)問題進(jin)行(xing)分析(xi)，并(bing)給(gei)出氨(an)(an)逃(tao)逸率超(chao)(chao)標(biao)的輔助(zhu)判(pan)定方法。研(yan)究(jiu)結果(guo)對(dui)(dui)消減(jian)SCR脫(tuo)硝(xiao)運行(xing)對(dui)(dui)機組的負(fu)面影響，實現噴氨(an)(an)有“數(shu)”可依及(ji)保(bao)障超(chao)(chao)低排(pai)放改造(zao)后(hou)脫(tuo)硝(xiao)設備運行(xing)和管(guan)理有一(yi)定的指導意(yi)義。

1氨逃逸表類型及氨測(ce)量(liang)難點

與NOx、SO2等煙氣(qi)污染物相比(bi)，測(ce)量(liang)氨(an)(an)逃(tao)(tao)逸率要困難的多，原(yuan)(yuan)因如下(xia):氨(an)(an)逃(tao)(tao)逸率一(yi)般(ban)量(liang)低(di)，普通(tong)電(dian)(dian)化學、紅外和紫外等方法不適用;易(yi)反(fan)應生成硫酸氫銨，抽取測(ce)量(liang)溫度難以滿(man)足要求;氨(an)(an)氣(qi)吸附性極(ji)強，極(ji)易(yi)溶于水，抽取測(ce)量(liang)改變(bian)煙氣(qi)中(zhong)氨(an)(an)氣(qi)濃度;SCR脫硝反(fan)應器中(zhong)振動、高含塵工況不穩定(ding)，原(yuan)(yuan)位對穿測(ce)量(liang)激(ji)光投射率低(di)。燃煤(mei)電(dian)(dian)廠氨(an)(an)逃(tao)(tao)逸率在線(xian)監測(ce)表早(zao)期采用傳統手(shou)工化學法，但由于存(cun)在轉換效率問題，分析周期較長，無法滿(man)足火電(dian)(dian)廠快速、準確測(ce)量(liang)氨(an)(an)逃(tao)(tao)逸的需求。

2不同類型氨逃(tao)逸表問題分析

2.1單點(dian)測量(liang)不具有代表性

案例1:F發電分公司3號機(ji)組為(wei)二期擴(kuo)建工程2×660MW超(chao)超(chao)臨界機(ji)組。采(cai)用(yong)單爐(lu)(lu)體(ti)雙SCR結構體(ti)、高(gao)溫高(gao)灰(hui)型，其布置于鍋爐(lu)(lu)省(sheng)煤器與空預器之間。采(cai)樣液氨(an)(an)為(wei)還原劑(ji)。2015年10月(yue)，3號機(ji)組完成煙氣污染物“超(chao)低(di)排放”改造(zao)，脫(tuo)硝系統催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)增(zeng)(zeng)加備用(yong)層改造(zao)后(hou)為(wei)三層布置，增(zeng)(zeng)加一層催(cui)化(hua)(hua)器后(hou)設(she)計效率為(wei)87.5%。逃逸氨(an)(an)監測為(wei)西門(men)子LDS6氨(an)(an)逃逸表激(ji)光分析儀。

從圖1可知，在負(fu)荷546MW下(xia)，3號爐SCR脫硝A、B側出(chu)(chu)口(kou)NOx濃(nong)度(du)分(fen)布相對標準偏差(cha)分(fen)別(bie)為97.18%、69.13%，均(jun)大于(yu)15%設(she)計值。A、B側各(ge)測孔(kong)的氨(an)逃(tao)(tao)(tao)(tao)逸(yi)(yi)(yi)濃(nong)度(du)分(fen)布也(ye)極不平均(jun)，且測孔(kong)出(chu)(chu)口(kou)的氨(an)逃(tao)(tao)(tao)(tao)逸(yi)(yi)(yi)濃(nong)度(du)與NOx濃(nong)度(du)均(jun)值呈反(fan)比關(guan)系。由于(yu)對穿式西(xi)門(men)子LDS6氨(an)逃(tao)(tao)(tao)(tao)逸(yi)(yi)(yi)表(biao)分(fen)別(bie)裝在A、B反(fan)應器(qi)角落(luo)，一般(ban)都是(shi)噴氨(an)量(liang)相對較少的區域(yu)，造成氨(an)逃(tao)(tao)(tao)(tao)逸(yi)(yi)(yi)濃(nong)度(du)較低，氨(an)逃(tao)(tao)(tao)(tao)逸(yi)(yi)(yi)表(biao)不具有代表(biao)性。

案例2:T發電廠3號機組為(wei)2×660MW超(chao)超(chao)臨(lin)界機組工(gong)程(cheng)，鍋(guo)爐(lu)(lu)生產廠家為(wei)上海鍋(guo)爐(lu)(lu)廠有限公司，燃燒(shao)方式(shi)采(cai)用(yong)四(si)角切圓，為(wei)全懸吊結構Π型鍋(guo)爐(lu)(lu)。脫(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)(zhuang)置采(cai)用(yong)SCR脫(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)(zhuang)置，還原(yuan)劑采(cai)用(yong)液(ye)氨，SCR裝(zhuang)(zhuang)置的(de)催化(hua)(hua)劑層(ceng)數(shu)按2+1層(ceng)方案進行設(she)計。2016年(nian)5月(yue)完成超(chao)低排放改造，主要為(wei)更換原(yuan)來兩層(ceng)催化(hua)(hua)劑，且(qie)催化(hua)(hua)劑體(ti)(ti)積(ji)增大到231.5m3，設(she)計效(xiao)率為(wei)不低于85%。逃逸(yi)氨監測為(wei)德國Sick－GM700一(yi)體(ti)(ti)式(shi)氨逃逸(yi)表。

圖1 3號(hao)爐SCR脫硝出(chu)口NOx濃度及氨(an)逃逸分布

圖2 3號(hao)爐SCR脫硝(xiao)出口NOx濃度及(ji)氨逃逸分布

從圖2中(zhong)可以看出，3號爐SCR脫硝A、B側出口各測孔NOx濃度(du)和氨逃逸濃度(du)分布極不平(ping)均。德國Sick－GM700一(yi)體式氨逃逸表(biao)分別(bie)安裝在A、B側反(fan)應器出口的中(zhong)間位置(zhi)，恰好位于氨逃逸濃度(du)較(jiao)(jiao)小，NOx濃度(du)較(jiao)(jiao)高位置(zhi)。

2.2測量數據(ju)有問題

案例3:P發電有限責任公司5號機組(zu)(zu)為(wei)三期2×1000MW超(chao)超(chao)臨界(jie)機組(zu)(zu)。采(cai)用(yong)(yong)單爐(lu)體(ti)雙(shuang)SCR結(jie)構體(ti)脫硝(xiao)裝置(zhi)、高溫(wen)高含塵布(bu)置(zhi)方(fang)式(shi)，還(huan)原劑采(cai)用(yong)(yong)尿素。5號機組(zu)(zu)為(wei)新建同(tong)步實現超(chao)低排放機組(zu)(zu)，反應器(qi)內催化劑布(bu)置(zhi)3層，設計脫硝(xiao)效率不低于87%。逃(tao)逸(yi)氨監(jian)測為(wei)日本HoribaENDA－C2000氨逃(tao)逸(yi)表，分別安裝在A、B反應器(qi)出口中(zhong)間。

圖3 5號爐SCR脫(tuo)硝出(chu)口NOx濃(nong)度(du)及氨逃逸(yi)分布

從圖(tu)3可知，在負荷869MW下，A、B側NOx濃度(du)(du)分(fen)布相對標(biao)準偏分(fen)別(bie)為15.42%、22.74%，略大于(yu)15%設計值(zhi)。脫硝裝置(zhi)A、B側出(chu)口(kou)NH3逃逸濃度(du)(du)平均值(zhi)分(fen)別(bie)為4.95μL/L、2.74μL/L。B側氨逃逸表值(zhi)均遠高(gao)于(yu)各實測點值(zhi)，結合B側出(chu)口(kou)NOx濃度(du)(du)高(gao)于(yu)A側和脫硝效率低于(yu)A側初步判(pan)定可能B側氨逃逸表有問題。

電廠運行人員打開(kai)B側氨逃逸(yi)分析儀(yi)，清理(li)(li)出催化劑(ji)上大(da)量(liang)飛灰，并疏通(tong)管路(lu)。清理(li)(li)后機組在810MW負荷下(xia)，B側氨逃逸(yi)分析儀(yi)監測數據在3h均值(zhi)為2.76μL/L。同時A側調(diao)節進口噴氨閥開(kai)度，做到氨逃逸(yi)單點監測具有代表性(xing)。

3氨(an)逃逸超標輔助判定(ding)方法

(1)SCR脫硝(xiao)出口與煙囪入口CEMS顯示得NOx偏差較大，表明SCR入口噴氨不均勻。

(2)空(kong)預(yu)器短(duan)期(qi)壓降增長(chang)較快(kuai)，ABS堵塞現(xian)象與SCR脫硝設備整體過量噴氨或(huo)局部過大有關。生成(cheng)的硫(liu)酸氫(qing)銨在空(kong)預(yu)器冷(leng)段蓄熱元件上液(ye)化，其表(biao)面粘附(fu)煙塵造(zao)成(cheng)堵塞，導致空(kong)預(yu)器短(duan)期(qi)壓降增長(chang)較快(kuai)，影響機組的安全穩定運(yun)行(xing)。

(3)除塵器灰斗(dou)或灰庫中(zhong)氨味較重，FGD脫硫(liu)漿液pH偏高，布(bu)(bu)袋(dai)除塵器ABS糊袋(dai)，或者脫硫(liu)廢(fei)水氨氮含(han)量超(chao)標嚴重等現象，通常與SCR脫硝設備整體(ti)過量噴氨有(you)關。此外同時易造(zao)成布(bu)(bu)袋(dai)ABS糊袋(dai)，造(zao)成布(bu)(bu)袋(dai)短(duan)期阻力(li)上(shang)升較快(kuai)。

4結語

對3臺實(shi)現(xian)超(chao)(chao)低(di)(di)排放機(ji)組(zu)的(de)SCR脫(tuo)(tuo)硝出(chu)口(kou)氨(an)(an)逃逸(yi)率和NOx濃度(du)進行研究(jiu)(jiu)，發現(xian)NOx濃度(du)分布相對標準偏超(chao)(chao)過15%設(she)計(ji)值(zhi)(zhi)且(qie)氨(an)(an)逃逸(yi)率超(chao)(chao)過設(she)計(ji)值(zhi)(zhi)問(wen)題(ti)普遍存在。在線氨(an)(an)逃逸(yi)表(biao)數(shu)據存在單點(dian)不具代表(biao)性和堵灰原因(yin)造成數(shu)據異常有問(wen)題(ti)，均無法反應整個(ge)SCR脫(tuo)(tuo)硝出(chu)口(kou)斷(duan)面實(shi)際氨(an)(an)逃逸(yi)率。給(gei)出(chu)脫(tuo)(tuo)硝與煙(yan)囪NOx偏差、空預器(qi)壓降增(zeng)速、除塵器(qi)灰中(zhong)氨(an)(an)味(wei)較重和布袋除塵器(qi)ABS糊袋等現(xian)象輔助判定(ding)氨(an)(an)逃逸(yi)率超(chao)(chao)標經驗方法，指(zhi)導電廠給(gei)出(chu)正確的(de)噴氨(an)(an)控制(zhi)指(zhi)令(ling)。研究(jiu)(jiu)結果消減SCR脫(tuo)(tuo)硝超(chao)(chao)低(di)(di)排放運行帶來的(de)機(ji)組(zu)負面影響，實(shi)現(xian)噴氨(an)(an)有“數(shu)”可(ke)依(yi)和保障(zhang)脫(tuo)(tuo)硝超(chao)(chao)低(di)(di)改造設(she)備運行及管理。

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