賈默愚

【摘 要】本文主要介紹某電廠1#、2#CFB鍋爐選擇性非催化還原（SNCR）脫硝技術(shù)的工藝原理，結(jié)合CFB鍋爐脫硝單元的標定以及日常運行，梳理了運行中出現(xiàn)的問題，總結(jié)了煙氣脫硝運行注意事項。

【關(guān)鍵詞】選擇性非催化還原技術(shù);循環(huán)流化床鍋爐;Nox

正文：

氮氧化物（NOx）是燃煤電廠排放的主要污染物之一。在目前各種 NOx 脫除工藝中，選擇性非催化還原（SNCR）脫硝工藝具有成本低、設(shè)施簡單的優(yōu)點。由于大多數(shù)鍋爐處于SNCR 脫硝工藝溫度窗口內(nèi)的空間很小，還原劑與煙氣不能均勻地混合，使得其脫硝效率較低[1]。某電廠2×220t/h的循環(huán)流化床（CFB）鍋爐燃料適應(yīng)性廣，除了燃料煤以外，還能摻燒石油焦、油泥、樹脂等。在山東某市實施的火電廠大氣污染物排放標準中燃煤鍋爐NOx 排放要求是50 mg/Nm?，而循環(huán)流化床鍋爐是一種具有低氮燃燒效果的鍋爐，在其分離器區(qū)域采用SNCR脫硝技術(shù)可實現(xiàn)60%左右的脫硝效率，從而實現(xiàn)降氮脫硝的目的。

1 選擇性非催化還原（SNCR）脫硝工藝原理

選擇性非催化還原法（SNCR）技術(shù)是一種不用催化劑，在 800℃～1250℃范圍內(nèi)還原NOx的方法，還原劑常用氨或尿素。該方法是把含有 NHx 基的還原劑噴入爐膛溫度為 800℃～1250℃的區(qū)域后，迅速熱分解成 NH3和其他副產(chǎn)物，隨后NH3與煙氣中的 NOx進行反應(yīng)而生成N2。在某電廠CFB鍋爐采用氨水為還原劑，其還原過程為：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

SNCR工藝流程示意圖如下：

2 SNCR脫硝系統(tǒng)運行情況

該SNCR脫硝單元自2015年12月投用，投用后脫硝效果明顯，NOx排放小時合格率99%以上。為了驗證脫硝單元的效率，車間組織相關(guān)專業(yè)人員，于2016年至4月1日對該單元進行效率標定，數(shù)據(jù)以及分析如下：

2.1標定說明與結(jié)論

從數(shù)據(jù)表1中可以看出，兩臺鍋爐在干基、3%氧條件下脫硝都能降至100 mg/Nm?，達到設(shè)計要求。

2.2脫硝效率計算

脫硝效率=（脫硝前NOx-脫硝后NOx）÷脫硝前NOx×100% （Ⅰ）

將表1中的各類工況最佳脫硝數(shù)據(jù)帶入公式（Ⅰ）中計算得出表2效率表

3 SNCR脫硝單元運行中出現(xiàn)的主要問題

3.1噴槍磨損

SNCR脫硝單元自2015年12月投用以來，在定期檢查中共發(fā)現(xiàn)有6支噴槍的噴頭磨損，如下圖：

噴槍的噴頭出現(xiàn)磨損后，會帶來一系列的影響，如氨水不能正常霧化，氨水在煙氣中的穿透力和覆蓋面也會隨之下降和減少，脫硝的效率會降低，尾部煙道的氨逃逸量會突增，對設(shè)備腐蝕影響加大。運行人員在日常監(jiān)視過程中，除了定期檢查噴槍的磨損情況，還可以根據(jù)NOx的排放量來判斷噴槍的運行狀況。如果運行中，加大氨水用量仍無法控制NOx量，且尾部氨逃逸量變大，就應(yīng)該逐個排查噴槍磨損情況，消除缺陷。

運行人員在噴槍定期檢查回裝時，噴槍的噴頭應(yīng)該與保護套管平齊，若超出保護套管，噴槍磨損快;縮進保護套管，氨水霧化效果不佳。所以拆卸噴槍時應(yīng)在噴槍桿上做好標記及上下方向，以便噴槍再次安裝時位置準確。

3.2 噴槍霧化嘴堵塞

在CFB鍋爐檢修時發(fā)現(xiàn)，部分噴槍套管里積灰嚴重，噴槍周圍形成了灰垢，產(chǎn)生的原因可能是套管的防堵風開度不夠，氨水霧化不好。為了避免噴槍堵塞，噴槍套管配有工業(yè)風防堵，運行人員在鍋爐啟動前就必須投用工業(yè)風，防止噴槍堵塞和過熱燒壞套管。

3.3氨逃逸問題

SNCR脫硝單元中控制好氨的逃逸是一個重要問題，若噴入的NH3或分解生成的NH3不能充分反應(yīng)，NH3與煙氣中SO3反應(yīng)生成 NH4HSO4造成空氣預(yù)熱器積灰加劇，阻力增大[2]。對于循環(huán)流化床鍋爐，盡管SO3濃度較低，生成的NH4HSO4較少，但氨的逃逸風險仍舊存在。

3.4 氨水制備問題

由于脫硝單元系統(tǒng)液氨管線較長，沿途龍門架較多，液氨在進入調(diào)節(jié)閥組前壓力通常低于0.7MPa，遠低于設(shè)計值1.0MPa，管道里的液氨容易氣化，導致氨水制備閥組的質(zhì)量流量計顯示流量不準確。運行人員在制備氨水時，無法準確根據(jù)液氨流量控制除鹽水量。通過運行實踐，我們總結(jié)出可以根據(jù)氨水儲罐的氨水濃度來調(diào)整除鹽水和液氨的配比，或者當液氨流量不穩(wěn)定時，可以開啟調(diào)節(jié)閥旁路穩(wěn)定液氨流量。

4日常運行注意事項

4.1防止旋風分離器二次燃燒

從脫硝標定試驗數(shù)據(jù)表1中可以看出2#CFB鍋爐旋風筒出口溫度比旋風筒入口溫度高20～40℃，說明煙氣在中心筒分離過程中有再燃過程。而再燃過程會繼續(xù)生成部分NOx，這部分NOx無法完全與氨水反應(yīng)，會影響脫硝的效率。所以2#CFB鍋爐脫硝效率低于1#CFB鍋爐。

為了減少煙氣在中心筒再燃現(xiàn)象，可以通過調(diào)整一次、二次風配比，降低爐膛負壓，增加物料在爐膛的停留時間，從而抑制物料在旋風分離器內(nèi)的二次燃燒，能夠有效減少NOx的再生。

4.2 氨逃逸率控制

為了控制 NOx的排放并降低氨逃逸率，就必須嚴格控制反應(yīng)溫度，通常不宜高于950℃，我單位是 220t/h 的循環(huán)流化床鍋爐，爐膛出口溫度在 830～930℃之間時，NOx的排放比較容易控制在 100 mg/N3m 以下。由于機組是熱電聯(lián)產(chǎn)的供熱機組，鍋爐負荷變化較大，在鍋爐負荷較低的情況下，爐膛出口溫度低于 800℃，此時SNCR 的效果就不好，基本沒有產(chǎn)生反應(yīng)。所以此時應(yīng)減少脫硝氨水噴量，防止氨逃逸。運行人員應(yīng)嚴格監(jiān)視每臺爐子氨逃逸監(jiān)測儀，嚴格控制氨的逃逸率控制在≤8mg/Nm3。

4.3液氨泄漏處置

液氨對于電站運行人員而言是一種高危化學品，它是無色液體，有強烈刺激性氣味。當脫硝單元出現(xiàn)液氨泄漏時，運行人員必須穿戴好個人保護用品以及空呼后，關(guān)閉邊界的液氨閥門，用新鮮水稀釋泄漏點，并拉好警戒隔離線，避免火星，開展事故處理工作。

參考文獻：

[1]王靜靜，楊吉賀.SNCR煙氣脫硝技術(shù)在循環(huán)流化床鍋 爐中的應(yīng)用[J].電力科技與環(huán)保，2015，21（1）：41— 42.

[2]張元勇，譚偉，張運寶.CFB循環(huán)流化床鍋爐 SNCR脫硝運行總結(jié)[J].電力通用機械，2015，（2）：69—71.

（作者單位：中國石化齊魯石化公司熱電廠）