葛剛衛(wèi) 王晨

摘要：為了解鍋爐脫硝裝置運(yùn)行狀態(tài)，防止局部過(guò)噴或欠噴，對(duì)噴氨系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并控制斷面上各點(diǎn)的氨逃逸率偏差、斷面氨逃逸率在合理范圍內(nèi)，達(dá)到降低噴氨量、提高脫硝系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性目的。通過(guò)調(diào)整，使A、B側(cè)出口NOx分布相對(duì)均勻，NH3濃度下降，對(duì)A、B側(cè)實(shí)際脫硝效率及SCR出入口NOx表盤測(cè)點(diǎn)也分別進(jìn)行了修正，并給出了修正系數(shù)。

關(guān)鍵詞：SCR;NOx;氨逃逸;噴氨優(yōu)化

一、設(shè)備概況

某電廠2×600MW鍋爐為超臨界參數(shù)、垂直爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、露天布置的“W”型鍋爐，燃煤為普興礦區(qū)的無(wú)煙煤，制粉系統(tǒng)采用雙進(jìn)雙出鋼球磨冷一次風(fēng)正壓直吹系統(tǒng)，每臺(tái)爐按6臺(tái)磨煤機(jī)配置，每臺(tái)磨煤機(jī)兩端各引出2個(gè)煤粉管道，對(duì)應(yīng)爐膛前后墻錯(cuò)列布置的24只濃縮型EI-XCL低NOx雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器，尾部設(shè)置分煙道，采用煙氣調(diào)節(jié)擋板調(diào)節(jié)再熱器出口汽溫。鍋爐脫硝裝置采用選擇性催化還原（SCR）工藝煙氣脫硝系統(tǒng)，脫硝反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器和空氣預(yù)熱器之間的高含塵區(qū)域，不設(shè)置SCR煙氣旁路及省煤器旁路，能適應(yīng)鍋爐50～100%ECR運(yùn)行。以液氨作為脫硝還原劑，采用蜂窩式催化劑，按“3+1”模式布置，備用層在最下層，脫硝系統(tǒng)按入口NOx濃度1200mg/m3、處理100%煙氣量、脫硝效率不低于85%進(jìn)行設(shè)計(jì)。脫硝催化劑裝置采用截距為8.2mm的蜂窩催化劑，單個(gè)反應(yīng)器內(nèi)每層布置96個(gè)模塊，單臺(tái)機(jī)組共用催化劑835.142m3。

二、試驗(yàn)方法

1.噴氨優(yōu)化調(diào)整：在鍋爐500MW負(fù)荷下，根據(jù)SCR反應(yīng)器出口截面的NOx濃度分布，對(duì)反應(yīng)器入口豎直煙道上的AIG噴氨格柵的手動(dòng)閥門開度進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，最大限度提高反應(yīng)器出口的NOx分布均勻性，然后在300WM時(shí)，對(duì)SCR入口NOx和出口NOx分布進(jìn)行校核測(cè)試。

2.試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)：SCR裝置噴氨優(yōu)化試驗(yàn)需要測(cè)試的項(xiàng)目包括：反應(yīng)器進(jìn)出口的NO/O2濃度、出口NH3逃逸。A、B反應(yīng)器進(jìn)口單側(cè)布置21個(gè)測(cè)點(diǎn)（7孔×3點(diǎn)），出口單側(cè)布置39個(gè)測(cè)點(diǎn)（13孔×3點(diǎn)），試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)位置如下圖：

三、測(cè)量方法

1.NO與O2濃度分布：在SCR反應(yīng)器的進(jìn)口和出口煙道截面，利用網(wǎng)格法進(jìn)行煙氣取樣，煙氣經(jīng)不銹鋼管引出至煙道外，再經(jīng)過(guò)除塵、除濕、冷卻等處理后，最后接入MAG5型煙氣分析儀分析煙氣中的NO與O2含量，可獲得煙道截面的NOx濃度分布（干基、標(biāo)態(tài)、95%NO、6%O2）。取反應(yīng)器進(jìn)、出口的NOx濃度的算術(shù)平均值計(jì)算脫硝效率。

2.NH3逃逸濃度：煙道中各測(cè)孔內(nèi)的氨濃度值，采用激光法取樣測(cè)量。煙氣進(jìn)入電加熱取樣槍后，接入HPLAAS-1000型氨分析儀，測(cè)量煙氣中氨濃度。

3.DCS參數(shù)：試驗(yàn)期間，通過(guò)機(jī)組DCS系統(tǒng)記錄鍋爐主要的運(yùn)行參數(shù)（負(fù)荷、蒸發(fā)量等），并監(jiān)測(cè)脫硝系統(tǒng)的主要運(yùn)行參數(shù)（氨流量、SCR進(jìn)出口的NO/O2濃度、氨逃逸等）。

四、試驗(yàn)結(jié)果及分析

1.調(diào)整試驗(yàn)

500MW時(shí)，對(duì)SCR入口豎直煙道上噴氨格柵不同支管的手動(dòng)閥開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。試驗(yàn)結(jié)果：A側(cè)出口調(diào)整前NOx分布相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為29.1%，調(diào)整后NOx分布相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為11.5%，NH3濃度為4.1μL/L;B側(cè)出口調(diào)整前NOx分布相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為23.3%，調(diào)整后NOx分布相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為11.1%，NH3濃度為3.8μL/L。調(diào)整前后出口NOx分布見下圖（以B測(cè)為例）。

2.300MW校核試驗(yàn)

300WM時(shí)，對(duì)SCR出入口NOx和出口NOx分布進(jìn)行測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果如下表所示。

3.表盤參數(shù)與實(shí)測(cè)參數(shù)對(duì)比結(jié)果

將表盤參數(shù)與實(shí)測(cè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，得到表盤參數(shù)修正系數(shù)，對(duì)比結(jié)果如表4-3所示。

五、試驗(yàn)結(jié)論

1.500MW摸底測(cè)試中，A、B側(cè)SCR出口NOx相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為29.1%和23.3%，實(shí)際脫硝效率分別為85.00%和85.04%，氨逃逸濃度分別為5.0μL/L和4.7μL/L。

2.500MW噴氨優(yōu)化調(diào)整后，A、B側(cè)SCR出口NOx相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為11.5%和11.1%，氨逃逸濃度分別為4.1μL/L和3.8μL/L。

3.300MW校核試驗(yàn)中，A、B側(cè)SCR出口NOx相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為14.6%和9.8%，實(shí)際脫硝效率分別為81.24%和82.84%，氨逃逸濃度分別為3.9μL/L和3.8μL/L。

4.對(duì)表盤參數(shù)進(jìn)行修正，修正系數(shù)如表5-1所示。

六、結(jié)語(yǔ)

將SCR脫硝系統(tǒng)出口NOx分布不均度作為優(yōu)化調(diào)整指標(biāo)，經(jīng)過(guò)噴氨優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)使氨的分布相對(duì)均勻，左右側(cè)偏差率明顯變小，氨氣與煙道內(nèi)煙氣中NOx充分反應(yīng)，達(dá)到降低噴氨量、提高脫硝系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性目的。同時(shí)，也使得控制斷面上各點(diǎn)的斷面氨逃逸率降低，減少硫酸氫氨的生成，使空預(yù)器風(fēng)阻變小、清洗周期變長(zhǎng)，提高了設(shè)備的安全性，還能更好地滿足環(huán)保要求。今后，在機(jī)組停運(yùn)期間，可通過(guò)改良SCR系統(tǒng)入口導(dǎo)流設(shè)施，調(diào)整SCR入口豎直煙道上噴氨格柵不同支管的手動(dòng)閥開度和噴氨壓力等方法改善催化劑上方氣流分布的均勻性，對(duì)催化劑失活狀況進(jìn)行排查，檢查噴氨格柵噴嘴是否存在堵塞等情況并對(duì)應(yīng)進(jìn)行處理，確保SCR脫硝系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]武旭陽(yáng). 1000MW燃煤鍋爐煙氣脫硝裝置的仿真及運(yùn)行特性分析[D].華北電力大學(xué)，2018.

[2]王明軒. 某燃煤電廠300MW機(jī)組SCR煙氣脫硝裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化和應(yīng)用研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2014.

[3]陳冬林，劉歡，鄒嬋，陳翠玲，盤思偉，李麗，趙寧.300MW燃煤鍋爐煙氣SCR脫硝系統(tǒng)流場(chǎng)的數(shù)值模擬與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，28（01）：103-108.

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