燃(ran)煤(mei)電廠(chang)超低排放技術路線大多采用(yong)低氮(dan)燃(ran)燒器(qi)和(he)選擇(ze)性(xing)(xing)催(cui)化還原(yuan)(SCR) 組合(he)方式(shi)，脫(tuo)硝效率和(he)NH3逃(tao)逸率是衡(heng)量SCR脫(tuo)硝系統的(de)兩個重要性(xing)(xing)能(neng)(neng)指標。氨逃(tao)逸率的(de)因素包括脫(tuo)硝催(cui)化劑(ji)性(xing)(xing)能(neng)(neng)、煙氣流場均(jun)勻性(xing)(xing)、鍋爐(lu)運行方式(shi)、噴(pen)氨控制邏(luo)輯、儀器(qi)儀表及測量方式(shi)等(deng)。

1氨(an)逃逸的(de)生成(cheng)機理及危(wei)害

燃煤(mei)電廠SCＲ 脫(tuo)硝反應器中，NH3選擇性(xing)催化還原煙(yan)氣中NOx的主要化學反應為:

4NH3 + 4NO + O2 = 4N2 + 6H2O (1)

4NH3 + 6NO = 5N2 + 6H2O， (2)

4NH3 + 2NO2 + O2 = 3N2 + 6H2O (3)

8NH3 + 6NO2 = 7N2 + 12H2O (4)

煙氣中90%～95%的(de)NOx以(yi)NO形式存在(zai)，以(yi)上反(fan)(fan)(fan)應(ying)中以(yi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(1)為主。實際運行中，受反(fan)(fan)(fan)應(ying)條(tiao)件限(xian)制和副反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)影響，無法保證NO完全脫除，所以(yi)SCR脫硝反(fan)(fan)(fan)應(ying)效率一(yi)般在(zai)95%左右(you)。

燃煤(mei)煙氣中含有一(yi)定質量(liang)濃(nong)度的SO2以及少量(liang)SO3，SO2在催(cui)化劑(ji)作用(yong)下進一(yi)步氧化生成SO3，SO3與NH3及水蒸氣反應(ying)生成硫酸氫銨(an)(an)與硫酸銨(an)(an)。

硫酸氫(qing)銨形成溫度隨著NH3和SO3質(zhi)量分(fen)數乘積(ji)的升高而升高，影響規律如圖1所示。

2影(ying)響氨逃逸率的主要因素

2.1 脫硝催化劑性能

脫(tuo)硝催(cui)化劑(ji)活性是影(ying)響氨(an)(an)逃逸率(lv)(lv)的根本(ben)原因，煙氣溫度、含(han)水率(lv)(lv)、氧(yang)含(han)量、煙塵質量濃度等因素均(jun)會對催(cui)化劑(ji)活性產(chan)生影(ying)響。隨著脫(tuo)硝效(xiao)率(lv)(lv)的升(sheng)高，氨(an)(an)逃逸率(lv)(lv)呈升(sheng)高趨勢，當(dang)脫(tuo)硝效(xiao)率(lv)(lv)高于設計值(zhi)時，氨(an)(an)逃逸率(lv)(lv)大(da)幅度增加。

2.2 流場均勻性

煙(yan)氣流(liu)場均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)是指SCＲ脫硝系(xi)統入(ru)口煙(yan)氣來流(liu)均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)及噴氨(an)后氨(an)氮(dan)(dan)混合均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)。運行過程中(zhong)，導流(liu)板磨損(sun)、積灰、噴嘴堵塞(sai)、煙(yan)氣流(liu)量超過設計(ji)值等(deng)因素也會導致流(liu)場不均(jun)，影響氨(an)氮(dan)(dan)摩爾比分布(bu)。

尤其是在超(chao)低(di)排放(fang)要(yao)求下，要(yao)求的脫(tuo)硝(xiao)效率(lv)越高，氨氮摩爾比不均(jun)勻性的影響越明顯，氨逃逸率(lv)增(zeng)長趨(qu)勢(shi)也越明顯。脫(tuo)硝(xiao)效率(lv)為92%時(shi)，當氨氮摩爾比偏差從2%增(zeng)加到12%時(shi)，氨逃逸率(lv)從1.00×10－6增(zeng)加到8.00×10-6。

2.3 鍋爐運行方式

機組負(fu)荷、煙溫(wen)、燃燒狀(zhuang)況等運行(xing)參數對脫硝(xiao)效率(lv)(lv)(lv)和(he)氨逃逸(yi)率(lv)(lv)(lv)有明(ming)顯影(ying)響。過高的燃盡風率(lv)(lv)(lv)或過高的氧含(han)量可增加SCR入口NOx質量濃度(du)，進而(er)影(ying)響脫硝(xiao)系統(tong)運行(xing)參數和(he)氨逃逸(yi)率(lv)(lv)(lv)

2.4 噴氨控制系統

脫(tuo)硝(xiao)系統(tong)噴氨(an)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系統(tong)一(yi)般(ban)采用固定(ding)(ding)氨(an)氮摩爾(er)(er)比或固定(ding)(ding)SCR出(chu)口NOx質(zhi)量濃度(du)(du)(du)的控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方式(shi)。固定(ding)(ding)氨(an)氮摩爾(er)(er)比控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)原理是依據(ju)脫(tuo)硝(xiao)效率(lv)，按照固定(ding)(ding)的氨(an)氮摩爾(er)(er)比脫(tuo)除(chu)煙(yan)氣中(zhong)NOx。固定(ding)(ding)SCR出(chu)口NOx質(zhi)量濃度(du)(du)(du)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方法的主(zhu)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)回路與(yu)固定(ding)(ding)氨(an)氮摩爾(er)(er)比的控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方式(shi)基本相同，不同之處在于(yu)引入了(le)反應器出(chu)口NOx質(zhi)量濃度(du)(du)(du)，脫(tuo)硝(xiao)效率(lv)根據(ju)反應器入口NOx質(zhi)量濃度(du)(du)(du)和反應器出(chu)口NOx質(zhi)量濃度(du)(du)(du)設定(ding)(ding)值計算獲得，氨(an)氮摩爾(er)(er)比是脫(tuo)硝(xiao)效率(lv)的函數。

2.5 測量方法和儀(yi)表

由于氨逃(tao)逸的量級非常小，理論計算(suan)很難(nan)準確，原位(wei)光學測量法可以(yi)實現在線監測。但準確度容易受高溫(wen)、高塵惡(e)劣工況(kuang)的影響。

3氨(an)逃(tao)逸率控制技(ji)術(shu)

3.1 流場優化

實(shi)際運行過程中(zhong)，SCR脫(tuo)硝系統中(zhong)氣流(liu)(liu)流(liu)(liu)動非常復雜，在煙道(dao)內(nei)設置導流(liu)(liu)板(ban)可有效改善(shan)速(su)度分層(ceng)現象。導流(liu)(liu)板(ban)后可加(jia)裝(zhuang)(zhuang)氣流(liu)(liu)均布器(在第1層(ceng)催(cui)化劑上方(fang)加(jia)裝(zhuang)(zhuang)整流(liu)(liu)格柵等)，利用局部(bu)的(de)(de)(de)紊流(liu)(liu)改善(shan)流(liu)(liu)場速(su)度不(bu)均勻的(de)(de)(de)狀況。根據不(bu)同機組的(de)(de)(de)具(ju)體(ti)情況，合理設置導流(liu)(liu)板(ban)的(de)(de)(de)位置、數量、形式等，在改善(shan)流(liu)(liu)場的(de)(de)(de)同時(shi)要盡可能低地增(zeng)加(jia)系統壓(ya)降。

氨(an)噴入之后與煙氣混合(he)的(de)(de)均勻性(xing)集中在氨(an)的(de)(de)噴射(she)方式(shi)和噴氨(an)后與煙氣的(de)(de)混合(he)兩個(ge)方面，主(zhu)要取決于噴氨(an)格柵形式(shi)及氨(an)煙靜態混合(he)器的(de)(de)選型與布置。

3.2 控制系統優化

針對(dui)SCR脫(tuo)硝控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)(tong)大滯后、大延時問題，通過引入(ru)預測控(kong)制(zhi)、融合改(gai)進的(de)(de)(de)狀(zhuang)態變(bian)量(liang)控(kong)制(zhi)、相位補(bu)償控(kong)制(zhi)等技術(shu)，提前(qian)預測被調(diao)量(liang)未(wei)來(lai)變(bian)化(hua)趨勢，提高脫(tuo)硝系(xi)統(tong)(tong)(tong)閉環穩定(ding)性和抗擾動(dong)能(neng)力(li)。穩定(ding)的(de)(de)(de)噴氨(an)(an)量(liang)控(kong)制(zhi)取決于高質量(liang)的(de)(de)(de)氨(an)(an)氣質量(liang)流量(liang)計、氨(an)(an)量(liang)調(diao)節(jie)閥和最佳(jia)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)參數。在同等設備和控(kong)制(zhi)條(tiao)件下(xia)，通過控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)(tong)優化(hua)，改(gai)善(shan)噴氨(an)(an)時機(ji)(ji)(ji)，特別是提高噴氨(an)(an)控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)(tong)對(dui)機(ji)(ji)(ji)組負(fu)荷(he)變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)響應(ying)速度(du)，避免機(ji)(ji)(ji)組負(fu)荷(he)變(bian)化(hua)時噴氨(an)(an)量(liang)未(wei)及(ji)時跟蹤而使氨(an)(an)逃逸率超標。

3.3 噴氨優化調整

對(dui)于(yu)現(xian)役(yi)SCR脫硝系(xi)統，在不改造系(xi)統設備的情(qing)況下，通過噴氨格柵優(you)化調整，可改善(shan)氨氮摩(mo)爾(er)比分布的均勻性。

3.4 測(ce)量(liang)儀表及測(ce)量(liang)方法改進

超低排放改造時，應按要(yao)求更合適精(jing)度的(de)儀表(biao)，降低測(ce)量誤(wu)差對氨逃(tao)逸控制準確度的(de)不(bu)利(li)影(ying)響。通過對SCR進、出(chu)口流場(chang)的(de)測(ce)試，采用多點取(qu)樣(yang)旁路管的(de)方(fang)式，提高(gao)測(ce)點的(de)取(qu)樣(yang)代表(biao)性。

3.5 機(ji)組運(yun)行(xing)優化及檢修(xiu)維護(hu)

采取爐(lu)內燃燒優(you)化調(diao)整(zheng)措(cuo)施，通過調(diao)整(zheng)氧量，調(diao)整(zheng)分離(li)燃盡風(SOFA)風門開度(du)，合理搭配煤(mei)種等(deng)，降(jiang)低脫硝裝置入(ru)口NOx質量濃度(du)。

停(ting)爐檢修時，需檢查噴(pen)(pen)氨(an)格柵噴(pen)(pen)嘴堵(du)塞情況，對堵(du)塞的(de)噴(pen)(pen)嘴進行(xing)吹(chui)掃清理，加強噴(pen)(pen)氨(an)系統閥門的(de)維護，使噴(pen)(pen)氨(an)調節(jie)閥有良好(hao)的(de)調節(jie)特性，減少內漏量(liang)。

4結論

(1)選(xuan)擇合適的噴氨格(ge)柵(zha)及氨煙混(hun)(hun)合裝置，合理布置導(dao)流板、整流格(ge)柵(zha)等，提高SCR脫硝(xiao)系統煙氣流場均(jun)勻性(xing)及氨氮混(hun)(hun)合均(jun)勻性(xing)，降低氨氮摩爾比分(fen)布偏差。

(2)進(jin)行SCR脫硝(xiao)控(kong)(kong)制(zhi)系統優化(hua)，通(tong)過預測(ce)控(kong)(kong)制(zhi)技術(shu)進(jin)行提(ti)前控(kong)(kong)制(zhi)，改善控(kong)(kong)制(zhi)邏輯的滯后和延時特性，提(ti)升(sheng)噴氨控(kong)(kong)制(zhi)系統對機組負荷變(bian)化(hua)的響(xiang)應(ying)速(su)度。

(3)做好噴氨(an)優化調整，實現(xian)噴氨(an)量與(yu)煙氣中NOx分布(bu)相匹配，加強對(dui)噴氨(an)噴嘴、供氨(an)調節閥等設備的檢修維(wei)護，防(fang)止出現(xian)局(ju)部過量噴氨(an)。

(4)通過機(ji)組運行(xing)優化(hua)和爐內燃燒優化(hua)調整，降低煙氣中NOx的質量濃度(du)，并(bing)使SCR入口煙氣參(can)數滿足催(cui)化(hua)劑性(xing)能保證(zheng)條(tiao)件；同(tong)時，密切(qie)關注(zhu)氨逃逸、催(cui)化(hua)劑壓差、空(kong)氣預熱器阻力等參(can)數的變(bian)化(hua)。

(5)做好停爐檢修工作，定期檢查催(cui)化劑(ji)性能并及時處理催(cui)化劑(ji)磨(mo)損(sun)和堵塞問題，保證較高的脫(tuo)硝效率(lv)，降低氨逃(tao)逸(yi)率(lv)。

山東新澤(ze)儀器有限公(gong)司生產煙氣在線監測系統(tong)、氨逃逸分析儀，有多年的研(yan)發(fa)經驗，根據(ju)廠家公(gong)況研(yan)發(fa)而(er)成的設備，具有經久耐用(yong)、測量數據(ju)精準等諸多有點，歡(huan)迎你咨詢！lm