1概述
潮州發(fā)電廠2號鍋爐型號HG-1900/25.4-YM4，是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司引進(jìn)三井巴布科克能源公司（MB）的鍋爐技術(shù)，進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造的。鍋爐為一次中間再熱、超臨界壓力變壓運(yùn)行帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動系統(tǒng)的本生（Benson）直流鍋爐，單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、π型布置。鍋爐為露天布置。
鍋爐設(shè)計(jì)煤種為神府東勝煙煤，校核煤種為山西晉北煙煤。鍋爐燃燒器采用30只低氮氧化物軸向旋流燃燒器（LNASB）前后墻布置、對沖燃燒，配有6臺HP963中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，B-MCR工況下5臺運(yùn)行，一臺備用。鍋爐以最大連續(xù)負(fù)荷（即BMCR工況）為設(shè)計(jì)參數(shù)，在機(jī)組電負(fù)荷為661.9MW時(shí)鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為1900t/h。
#2鍋爐脫硝SCR采用垂直煙道三層設(shè)計(jì)，脫硝SCR前的取樣測點(diǎn)安裝在省煤器后噴氨格柵前的垂直煙道，煙道截面積14500*3000mm，水平安裝單點(diǎn)氮氧化物、O2測量取樣探頭；脫硝SCR后的取樣測點(diǎn)安裝在SCR反應(yīng)區(qū)后空預(yù)器前水平煙道，煙道截面積為12550*3500mm，垂直安裝單點(diǎn)氮氧化物、O2測量取樣探頭，單路煙氣取樣探頭直接插入煙道內(nèi)長度1500mm。
2氨逃逸率高的危害
在SCR煙氣脫硝工藝中，氨逃逸率的控制至關(guān)重要。因?yàn)槿绻刂撇缓?，不僅使脫硝成本增加，而且機(jī)組安全運(yùn)行也受到威脅。其危害性主要表現(xiàn)在以下幾方面：
（1）鍋爐尾部煙道及空氣預(yù)熱器換熱面腐蝕積灰堵塞。
（2）由于兩臺空預(yù)器堵塞后阻力不同，造成低負(fù)荷、低煙氣量時(shí)引風(fēng)機(jī)發(fā)生搶風(fēng)現(xiàn)象，造成爐膛負(fù)壓大幅波動，危機(jī)機(jī)組安全運(yùn)行;同時(shí)由于空預(yù)器的堵塞不均勻，引起一、二次風(fēng)壓和爐膛負(fù)壓周期性波動嚴(yán)重時(shí)可能由于空預(yù)器堵塞機(jī)組被迫停運(yùn)檢修。
（3）催化劑中毒。在SCR脫硝工藝中，盡管二氧化硫氧化成三氧化硫的轉(zhuǎn)化率較低，二氧化硫在SCR催化劑表面還是有可能氧化成三氧化硫，在較低溫度下三氧化硫與氨氣結(jié)合成的硫酸氫銨或硫酸銨附著在催化劑表面，催化劑反應(yīng)性能下降。
3氨逃逸率高的原因
氨逃逸率，一般來說，為SCR脫硝工藝出口，未參與還原反應(yīng)的NH3與出口煙氣總量的體積占比，一般計(jì)量單位為ppm,如果用質(zhì)量占比，為mg/m3，也叫氨逃逸濃度。在SCR脫硝工藝過程中，氨逃逸率高的原因主要有：
一、脫硝煙氣流場不均勻，造成局部噴氨量過大引起逃逸率偏高;
二、催化劑中毒后，催化劑反應(yīng)性能下降，使得脫硝過程中噴氨過量;
三、機(jī)組在網(wǎng)長時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行SCR系統(tǒng)入口溫度偏低，導(dǎo)致反應(yīng)轉(zhuǎn)化比例偏低，存在氨消耗量偏大。
另一方面也由于低負(fù)荷時(shí)風(fēng)量偏低，流場不均也進(jìn)一步擴(kuò)大了硫酸氫氨的沉積區(qū)域;
4氨逃逸率高的治理
4.1流場不均。
潮州電廠#2鍋爐SCR采樣系統(tǒng)采取入口單點(diǎn)出口多點(diǎn)的方式，已SCR系統(tǒng)出口氮氧化物為調(diào)整目標(biāo)。由于煙道煙氣流場不均勻及取樣探頭插入煙道內(nèi)的長度較短，對于入口大截面的煙道取樣代表性較差。
根據(jù)我公司委托廣東省電力科學(xué)研究院專門對#2脫硝出入口測點(diǎn)進(jìn)行的是否具有代表性的實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)顯示結(jié)果看，各個測點(diǎn)斷面煙氣流場存在不均勻的情況，為了更加準(zhǔn)確進(jìn)行煙氣取樣，在調(diào)研相關(guān)同類型電廠后，經(jīng)過各專業(yè)充分討論、研究決定對脫硝前后煙氣取樣系統(tǒng)進(jìn)行多點(diǎn)取樣改造。
另外，目前我公司脫硫和脫硝出口氮氧化物偏差較大，因考慮到脫硫出入口和脫硝出口使用的儀表為不同廠家，有不同的測量原理，有可能也是造成這種偏差的原因，因此在進(jìn)行此項(xiàng)多點(diǎn)取樣裝置改造過程中，在脫硫出入口各增加一套與脫硝系統(tǒng)儀表相同的測量裝置，對測得脫硫出入口參數(shù)的結(jié)果與脫硝出口的參數(shù)進(jìn)行比對。
在借鑒同類型電廠對環(huán)保參數(shù)進(jìn)行多點(diǎn)取樣改造成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我公司#2鍋爐SCR系統(tǒng)出入口煙道及煙氣取樣設(shè)備實(shí)際情況，選在煙氣流場相對穩(wěn)定區(qū)域，用網(wǎng)格法在脫硝出入口原CEMS取樣點(diǎn)所在截面進(jìn)行煙氣多點(diǎn)取樣，使測量更有代表性。（詳見技術(shù)措施及附圖）。
在進(jìn)行SCR系統(tǒng)入口采樣改造之后，方案實(shí)施后預(yù)期達(dá)到的效果：在脫硝退出情況下，脫硝和脫硫出入口氮氧化物測量偏差在合理范圍內(nèi)；在脫硝投入情況下，脫硝和脫硫出口氮氧化物偏差在合理范圍內(nèi)；脫硝出入口環(huán)保參數(shù)測量值與有資質(zhì)單位如廣東省電力科學(xué)研究院、廣東省環(huán)保局、潮州市環(huán)保局等用網(wǎng)格法測得的結(jié)果偏差在合理范圍內(nèi)。
4.2催化劑中毒
為防止噴氨過量導(dǎo)致催化劑中毒，在鍋爐運(yùn)行中應(yīng)進(jìn)行有針對性的調(diào)整。
（1）通過燃燒控制脫硝入口氮氧化物值不要過高，嚴(yán)格控制脫硝入口氮氧化物濃度不超過450mg/Nm3。因空磨通風(fēng)時(shí)脫硝入口氮氧化物濃度會快速升高，在同樣三氧化硫濃度下，脫硝入口氮氧化物濃度越高，硫酸氫銨露點(diǎn)溫度越高，為防止硫酸氫銨生成，禁止磨煤機(jī)長時(shí)間空磨通風(fēng)；
（2）制脫硝出口氮氧化物值不要過低，防止噴氨過量。負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)#2爐脫硝出口氮氧化物自動調(diào)節(jié)定值設(shè)定90mg/Nm3，負(fù)荷變動或啟停磨時(shí)可手動下調(diào)脫硝出口氮氧化物自動調(diào)節(jié)定值，設(shè)定值#2爐一般不應(yīng)低于60mg/Nm3，工況穩(wěn)定后應(yīng)及時(shí)回調(diào)至正常，防止過量噴氨。
嚴(yán)格控制脫硝SCR出口煙氣中氨氣逃逸率平均值＜3ppm。當(dāng)氨逃逸顯示偏高＞1ppm時(shí)，適當(dāng)提高氮氧化物定值，但控制脫硫出口折氧前、后氮氧化物濃度不超100mg/Nm3；
（3）入爐煤平均硫份控制0.5%以下，低負(fù)荷時(shí)控制入爐煤硫份0.45%以下，以降低硫酸氫按的生成幾率。
（4）低負(fù)荷期間，注意飛灰含碳量不要過高，注意燃燒配風(fēng)調(diào)整，防止燃燒不完全，造成空預(yù)器沉積煤粉。
（5）鍋爐投油期間要注意鍋爐燃燒調(diào)整和就地油槍看火檢查，發(fā)現(xiàn)著火不好應(yīng)及時(shí)調(diào)整，火檢好轉(zhuǎn)盡快退出，投油期間保持空預(yù)器連續(xù)吹灰。
4.3 SCR系統(tǒng)入口溫度偏低。下圖是脫硝效率與SCR系統(tǒng)入口溫度的關(guān)系。
目前在網(wǎng)火電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)大幅降低，機(jī)組長時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行是普遍狀況。當(dāng)鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，SCR系統(tǒng)入口溫度顯著下降，從該圖可以看到因?yàn)榇呋瘎┗钚韵陆翟斐傻趸镛D(zhuǎn)化效率偏低，另一方面過量噴入的氨氣還會與三氧化硫生成硫酸氫銨吸附在催化劑表面造成催化劑中毒進(jìn)一步加深。
針對此類情況及日益嚴(yán)苛的環(huán)?？刂埔螅?2爐進(jìn)行了SCR系統(tǒng)省煤器旁路加裝改造，省煤器旁路煙氣擋板采取兩個調(diào)節(jié)擋板，來調(diào)節(jié)兩側(cè)熱煙氣與省煤器出口的冷煙氣比例。鍋爐負(fù)荷越低，擋板開度越大。目前來看基本能維持SCR系統(tǒng)入口溫度在300℃以上，能達(dá)到預(yù)期效果。
5總結(jié)
總的來說，SCR脫硝技術(shù)作為較為成熟的脫硝技術(shù)在理論方面已比較完善，但在實(shí)際的運(yùn)行過程中仍存在相應(yīng)的問題。氨逃逸率高作為同類型鍋爐運(yùn)行中存在的普遍問題應(yīng)加以重視，了解氨逃逸率高的原因，做好應(yīng)對及整改措施，杜絕氨逃逸率高引發(fā)的鍋爐限負(fù)荷或停爐故障的發(fā)生。
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