摘要:350MW級機組大修投運后氨逃逸量大于設計值。與此同時，空預器差壓由1.1KPa增大至2KPa，引風機電流增大，影響機組安全穩(wěn)定運行。脫硝裝置出口NOx流場的測試結果表明，該機組SCR出口NOx濃度分布不均勻，局部NOx濃度過低，存在該區(qū)域氨量超預期，硫酸氫氨生成量增加，導致空預器冷端堵塞?；跍y試結果，經調整噴氨閥門開度試驗選用一套可兼顧機組常用負荷的閥門開度方案，使SCR出口各處NOx濃度分布偏差大幅降低，有效避免了氨量過噴現(xiàn)象，同時氨逃逸測量值及DCS顯示值明顯減小，空預器差壓趨于穩(wěn)定。

1機組設計參數(shù)

安徽某電廠四臺350MW機組的鍋爐型號為DG1125/17.4-II4,鍋爐為亞臨界參數(shù)、四角切圓燃燒方式、自然循環(huán)汽包爐，單爐膛n型布置，設計燃用煙煤，一次再熱，平衡通風、固態(tài)排渣，全懸吊結構。

鍋爐設計選用SCR脫硝方式，布置南京環(huán)保生產的上中下三層平板式催化劑，脫硝系統(tǒng)設計參數(shù)見表1。

表1脫硝系統(tǒng)設計參數(shù)

2機組運行情況及問題

機組自大修后投運以來，運行人員通過DCS畫面發(fā)現(xiàn)3號機組在不同負荷下脫硝系統(tǒng)氨逃逸測點顯示氨逃逸濃度均超設計值，同時空預器的差壓及引風機電流增大，引風機存在失速風險，不利于機組的安全穩(wěn)定運行。經現(xiàn)場測量比對，發(fā)現(xiàn)該廠氨逃逸測點未失準，脫硝系統(tǒng)相關運行參數(shù)見表2。

由表2可知，該廠3號機組脫硝入口NOx濃度與設計值接近，出口NOx濃度A側普遍低于B側，且兩側氨逃逸濃度均在10ppm左右，超過設計值2ppm。該機組在350MW,260MW和170MW負荷下排放煙氣中NOx濃度分別為37mg/Nm3,37mg/Nm3,35mg/Nm3，已接近設計限值40mg/Nm3。通過調節(jié)噴氨總閥以減少噴氨量降低氨逃逸的調節(jié)余地有限，因該機組A側NOx濃度普遍低于日側，因此運行調整中適當降低A側噴氨量、同時調整B側噴氨量，DCS顯示氨逃逸濃度有所降低，但仍大于8ppm,氨逃逸問題依然存在。

氨逃逸量超設計值對該機組運行造成的影響主要體現(xiàn)在硫酸氫氨的生成并造成下游空預器設備堵塞。自運行人員發(fā)現(xiàn)氨逃逸超設計值以來，一個月內空預器兩側差壓增加至900Pa以上，引風機電流也相應增大，詳見表3。

表2各工況下NOx及氨逃逸濃度

表3滿負荷狀態(tài)下預熱器堵塞前后空預器差壓及引風機電流值

3噴氨優(yōu)化試驗

為解決3號機組氨逃逸超標、降低空預器堵塞及引風機失速風險，對3號機組進行噴氨優(yōu)化試驗。試驗包括通過對SCR系統(tǒng)進出口煙氣NOx濃度和O2濃度、閥門開度、鍋爐設備運行參數(shù)進行測量記錄及調整，根據(jù)不同負荷下SCR進出口NOx、O2濃度分布情況，分析各噴氨支管的氨氮比均勻性，建立SCR反應物料平衡表，找到可兼顧不同負荷下各噴氨支管最佳流量及相應閥門開度。

通過該試驗，可改變SCR系統(tǒng)煙道內噴氨濃度分布，使SCR系統(tǒng)各處氨氮比接近理想數(shù)值，脫硝系統(tǒng)出口煙道內各處NOx濃度均勻性大幅提高，避免出現(xiàn)局部過噴點，在確保排煙中總NOx濃度基本不變的情況下降低噴氨耗量，減少氨逃逸。

3.1噴氨裝置簡介

鍋爐噴氨格柵布置方式：單側反應器入口有18根分支管，對應18個手動蝶閥，每3個支管為一組，進入煙道后控制對應區(qū)域不同深度方向的噴氨量。圖1為一組內的三個支管，每個支管由一個單獨閥門控制，每個支管分別對應煙道內淺、中、深三個不同深度。每側噴氨格柵由六組支管并排構成，每個支管的噴氨量可由閥門單獨控制。

圖1SCR脫硝格柵布置方式

每根噴氨分支管獨立控制一片區(qū)域，噴氨優(yōu)化主要根據(jù)SCR出口NOx分布情況調整每一支路供氨支管上的手動調節(jié)閥開度實現(xiàn)，調整原則為:NOx偏高的區(qū)域對應閥門開大，NOx偏低區(qū)域對應閥門減小，最終使區(qū)域內NOx濃度趨于平均，避免局部氨量過噴現(xiàn)象。

3.2不同負荷下NOx濃度原始分布情況

噴氨優(yōu)化試驗調整前，分別對該機組高頻負荷350MW和260MW進行摸底試驗，測量兩個負荷下脫硝出口NOx濃度分布情況，見圖2和圖3。

圖2 350MW負荷A/B側原始工況

通過數(shù)據(jù)摸底可知，350MW負荷ABCD四磨運行原始工況SCR出口A側和日側NOx濃度均值分別為38.6mg/Nm3,40.9mg/Nm3，相對標準偏差分別為92.69%,104.81，分布不均勻。

圖3 260MW負荷A/B側原始工況

通過數(shù)據(jù)摸底可知，260MW負荷ABC三磨運行原始工況SCR出口A,B側NOx濃度均值分別為38.6mg/Nm3和40.9mg/Nm3，相對標準偏差分別為72.53%和64.97%，分布不均勻，偏差很大。3.3噴氨優(yōu)化后不同負荷NOx濃度分布情況

根據(jù)上述測量結果可知，A,B側出口NOx濃度不均勻，相對標準偏差值均在60%以上。其中A1,A2中等深處位置及B2深處位置、B3淺中深處位置NOx濃度遠低于平均值，經分析得知上述幾處位置噴氨調節(jié)閥門開度過大，存在過噴現(xiàn)象。此外A3,B1處NOx濃度較大，噴氨調節(jié)閥門開度較小，需進行相應調節(jié)。

通過對噴氨調節(jié)閥門開度進行調節(jié)試驗及相應位置NOx濃度測量后，得出了可兼顧高、中、低負荷的閥門開度方案，見表4。

表4各噴氨支管調節(jié)前后閥門開度

采用表4閥門開度調整策略后，350MW負荷及260MW負荷下NOx濃度分布見圖4和圖50

噴氨優(yōu)化調整后，350MWABCD磨運行工況下SCR出口A,B側NOx濃度均值為30.8mg/Nm3,31.6mg/Nm3，與DCS顯示值一致，相對標準偏差由92.69%,104.81%降至47.05%,41.92%，分布均勻性得到明顯改善。

圖4350MW負荷噴氨優(yōu)化后A/B側NOx分布

圖5260MW負荷噴氨優(yōu)化后A/B側NOx分布

噴氨優(yōu)化調整后，260MWABC磨運行時優(yōu)化調整后工況SCR出口A,B側NOx濃度均值為29.8mg刪m3,33.2mg/Nm3，與DCS顯示值一致，相對標準偏差由原始的92.69%,104.81%降至41.63%,45.31，分布均勻性得到明顯改善。

3.4優(yōu)化前后3號爐參數(shù)對比

350MW工況調整前，總煤量為160t/h，總風量為1093t/h，此時總尿素溶液使用量為562L/ho350MW工況調整后，相同負荷下尿素溶液較調整前少用63L/h，兩側氨逃逸測量均值由9.7ppm/8.1ppm分別下降至4.9ppm/3.5ppm。

260MW工況調整前，總煤量為132t/h，總風量為861.8t/h，此時總尿素溶液使用量為523L/hO260MW工況調整后，相同負荷下尿素溶液較調整前少用56L/h，兩側氨逃逸測量均值由8.1ppm/8.5ppm分別下降至4.3ppm/3.9ppm。

噴氨優(yōu)化調整后一周內空預器差壓并無明顯上升趨勢，排煙溫度與調整前相近，由此說明硫酸氫氨生成量較之前顯著減少，未在空預器尾部繼續(xù)積聚，此現(xiàn)象與調整后氨逃逸測量結果趨勢一致，說明噴氨優(yōu)化試驗取得了較好的效果?？疹A器吹掃兩周后差壓未明顯增長，維持在1.2KPa左右，調節(jié)效果良好。應指出，調整后氨逃逸均值在3ppm一4ppm，仍大于設計值2ppm。經分析，這一結果與SCR催化劑活性降低有關。通過向有關方面咨詢得知該廠催化劑已連續(xù)使用3年，在此期間未進行活性檢測，已接近設計使用壽命，建議該廠對催化劑活性進行檢測，若催化劑的活性確實已不符設計要求，應及時更換，避免再次出現(xiàn)氨逃逸超標及空預器堵塞現(xiàn)象。

4氨逃逸超標導致空預器差壓增加的處理對策

1)建議在脫硝出口處增加NOx測點數(shù)量及脫硝出口氨逃逸測點，安裝時應注意測點的位置選擇是否具有代表性，日常運行中經常對測點維護與校正，以便作為運行人員的調整依據(jù)。

2)運行過程中若發(fā)現(xiàn)氨逃逸超過設計值且空預器有堵塞現(xiàn)象，應適當提高空預器吹灰頻率或延長吹灰時間，并投入再循環(huán)風或暖風器系統(tǒng)，防止硫酸氫氨聚積在空預器尾部而造成空預器嚴重堵塞。

3)對NOx分布不均勻的機組進行噴氨優(yōu)化試驗使脫硝系統(tǒng)出口NOx分布趨于均衡，避免出現(xiàn)局部NOx過低或過高，可有效避免氨量過噴及氨逃逸現(xiàn)象。

4)避免使用高硫煤。當燃燒煤種硫分較高或入口NOx濃度過高時，出口NOx濃度不宜控制在較低值運行，防止因噴氨量過大生成較多硫酸氫氨。

5)建議增加脫硝旁路，在負荷較低時開啟旁路，運行過程中嚴密監(jiān)視SCR入口煙氣溫度，保證催化劑活性，對脫硝效率不滿足要求的脫硝催化劑應及時更換。