关于630MW机组SCR脱硝喷氨优化调整的研究

1、关于630mw机组scr脱硝喷氨优化调整的研究【摘要】今年來，随scr脱硝装買成为大型火电机组的必备设备，在使用过程一些问题逐渐显现出來:，其中z-就是啖氨不 均带來的基逃逸率局部过高，引起空预器阻塞的问题，这个问题其至在很名机组造成过机组彼迫停运的严重后果。本文将就该 问题的产生和如何解决展开研究，以获得一个良好的解决方案保证设备的稳定运行。【关键词】scr脱硝喷氨氨逃逸空预器堵塞1前言随着近年來环保部门不断制定更髙的排放标准，脱硝系统已经儿乎成为所有火电机组的标配，另外由于催化剂工艺技术的不断 提高，scr逐步成为主流脱硝技术。在实际的使用过程中，很多问题也渐渐暴露出来，如氨气不纯带来的管

2、道腐蚀、吹灰效果 差帯来的催化剂堵塞和损坏等等，都对设备甚至整个机组的稳定运行帯來风险，而本文所讨论的喷氨不均的问题是其中风险最 大的，其带來的不良后果，逐渐引起人们的重视。烟气脱硝scr装置在设计阶段通常会进行cfd流畅模拟和物理模型试验对烟道内的流场进行优化以保证scr入口截面的烟气 流速和nox分桁较为均匀。但往往由于现场空间限制或安装等因素彫响，丿川上调试阶段对喷氨格栅的优化调整重视不够，实际 运行过程中出现scr ii 口截面nox分布偏差大，部分区域氨述逸超过设计保证值（3pl/l）的现象。这会影响系统整体的脱硝 效果，并会增加空预器的硫酸氢鞍腐蚀和堵塞风险，给系统的经济稳定运行帯

3、來很人的危害。因此,十分冇必要对scr装置进 行喷氨优化调整，即通过调整scr入口每根喷気支管上的手动调阀改变不同位世的喷饭氐 从而改善出ljnox和nh3分布的 均匀性，在保证装置脱硝效果的同时.减少装.置的运行成本，提髙装捏的可用率。图一 sc«反图某项f1公司三期2x630mw机组超临界机组于05、06年相继投产，2012年通过大修技改完成增设脱硝系统改造，该脱硝系统 采用scr技术，反应器内按“2+1”棋式布世蜂窝式催化剂每层催化剂上方设6只声波吹灰器以保持催化剂表面清洁。scr装徃 内沿烟气流向在惭道不同位買设导流板、静态混合器和整流益等装買使进入催化剂上方旳烟气流场均匀具

4、体布遥见图1。來自公 用系统的氨与稀释风混合后经喷氨格栅（aig进入scr烟道氨喷射采用格栅式小喷略在入口水平直段烟道截面上从顶部将 9根支管伸入烟道，每根支管设手动蝶阀实现胭道截面i:的氨喷射流量分区控制。2烟气脱硝的氨逃逸问题选择性催化还原法脱硝（scr）的原理是在催化剂作用下，还原剂nh3在290-400'c下有选择的将no和no2还原成n2,而 几乎不发生nh3与02的氧化反应，从而提高了 n2的选择性，减少了 nh3的消耗。其中主要反应如下：4nh3+4no+o2=4n2+6h2o8nh3+6no2=7n2+12h2o4nh3+3o2=2n2+6h2o4nh3+5o2=4no

5、+6h2o2nh3可逆生成n2+3h2。山于各种原因，必然有部分氨气未能参与反应，随烟气排放，形成氨逃逸。脱硝过程中同时也会发生一些不利的副反应，催化 剂中的活性组五氧化二帆在催化降解nox的过程中，也会对s02的氧化起一定催化作用。s02的活性组分v2o5含量、烟气 温度的增加而上升，要求控制在1%以下，其反应如下：v2o5+so2-a/2o4+so3;2so2+o2+v2o4->2voso4;2voso4v2o5+so2+so3 =另外，锅炉燃烧也会产生一部分s03,逃逸颯和这些燃烧产生的以及在scr脱硝装呂区域转化生成的s03发生反应，生成硫 酸钱和硫酸氢讓，反应如下：nh3+so

6、3+h2o-nh4hso4;2nh3+so3+h2o->(nh4)2so4o硫酸钱和硫酸氢钱的形成互相起一定的促进作用，硫酸钱为干燥固体粉末，对空预器儿乎无彤响，而硫酸氢钱是一种粘性很强 的物质，当其到达空预器冷端时，山于温度低于硫酸氢钱熔点，它会凝结在换热元件上.同时烟气中的特尘也会附着在上面， 蒸汽吹灰都很难将其淸除。如果产生的硫酸氯彼运达到一定程度，就很容易导致空预器的堵塞，危及到叔l组的安全运行。3喷氨优化方案和措施某厂一台630mw机组运行中发现空预器差圧偏大，在调停期间，对堵塞物进行取样分祈，发现含有大m硫酸氢钱。对该时问 段的负荷变化情况和氨逃逸率调取历史记录，未发现负荷波

7、动人和氨逃逸率升高的状况.而在进一步的调查中发现，啖氨疑有 明显增加的迹象。综合分析z后，决定对该机组scr反应器做烟气流场检测和反应器进、出口 nox浓腹检测，以此为喷氨均布优化提供依据。序号流场截面平均值(m/s)相对标准偏差(%)1a侧scr上层催化剂入口1.8227.072b侧scr上层催化剂入口1.6841.983a侧scr下层催化剂入口1.4010.044b侧scr下层催化剂入口1.7213. 525scr出口烟道6. 4930.26表一 scr冷态浚场分布均匀性对scr反应器喷毎格栅上游烟道(简称：scr入口截面)按单侧划分成104网格进行nox浓度和烟气速度场逐点测试，使 用-

8、根约4米的探针，通过预留的测童孔依照插入深度可取得纵向的4个点的数据。测试结果为：(1) a侧scr入口截面处 平均nox浓度为101.6ppm；(2) b侧scr入口截面处平均nox浓度为100.7ppm>a侧scr入口 no册布al a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 hl h2 h3 h4图表一 a侧scr入口 nox浓度分布hlh2h3h4图表二b侧scr入口 nox浓度分命通过图表-和二可以看出，脱硝反应装置入口 nox浓度较为平均，这样有利于对出口 nox浓度变化的i分析。a侧入速度场分布20.0018.0016.0014.0012.0010.008.00

9、6.004.002.000.00al a2 a3 a省詹3般 f7 a8 a9 a10表三a侧入口速度场分布b侧入速度场分布图表u!b侧入口速度场根据现场测试数据的统计结杲，如图表三、四，可以看出脱硝入口的烟道靠近中间侧的烟气流速较两侧位置明显偏高（a1点为 固侧,b10点为扩侧），这和现场的烟道布亘相一致。al a2 a3 a4 a5 a6 a7图表五a侧出口 nox浓度分布bl b2 b3 b4 b5 b6 b7图表六b侧出口 nox浓度分布对scr反应器出口烟道截面两侧分别按7x4网格划分成氨浓度分布场进行逐点检测°初测摸底的结果如图表五.六数据显示scr出口 nox浓度偏差很

10、大，经过计算a、b侧的浓度标准偏差已分别达到了 46.09%.45.13%o图表七asmpg氨量分布b侧喷氨量分布200150100500bl b2 b3 b4 b5 b6 b7 h3（深）192.27194.69187.97165.46173.06187.97150.81 h2（中）193.49196.49188.59177.07182.92184.8378.89h1（浅）201.77194.09187.34168.95176.41194.0988.67图表八b侧喷氨量分布另外，通过与scr入口喷氨呆的检测结杲（如图表七、八）比对，出口 nox浓度反应和喷疑量有多点存在明显不一致，b侧较a侧

11、更为突出。这反映出在这些点出现了喷毎不足或者过量的情况。通过对scr入口截血的nox分布场和烟气速度场、scr出口截面的nox分布场测试的结果，计算怕立时间nox脱除量及nh3消耗疑。同时，记录氨气质最流咼计的累计值，测试结束后计算单位时间氨消耗量。nh3物质平衡计算及殂耗量统计结果对照如下：序号参数单位a侧b侧1进入scr的nox摩尔量molh4481.64139.12离开scr的nox摩尔量molh1627.4713.33每小时脱除nox摩尔量molh2854.23425.94氨逃逸摩尔量0安3ppm计）molh144.7135.35每小时氨反应量kgh48.5258.246每小时氨逃逸量

12、kgh2.462.307每小时总耗氨量kgh50.9860.548dcs累计时间平均値kgh58.5269.799测量值与计算值的偏差kgh7.549.2510测量值与计算值的偏差和kgh16.79表2喷氮测试参数对照对a、b侧scr反应器的2x21=42支喷氨流量孔板的差压、静压及风温和稀释风机出口风速进行了测斌，山42支喷氨流量累 计求得毎空气混介气体流虽为4624.6nm3/h,且稀释风机出口流虽为4795.6 nm3/h.两者偏差3.7%。基于以上数据对喷饭格 栅各支管调廿阀门开度进行调整，经过两次诡整后，喷氨均布惜况和氨消耗戢有了明显改善。2010ua1a2a3a4a5a6a7129262224263834 231262426213729 327231821233127 4212224232s3024图表七a侧出口 nox浓度分布情况302010表八b侧出口 nox浓度分布情况ub1b2b384b5b6b7 125171418191513 225171020161410 320201218171514 417201616221915根据最终的检测结果，脱硝反应器a. b侧nox浓度的标准偏差已经分别卜降至18.47%和21.16%,达到了比较好的效果。曲 于部分阀门达到调整极限，未能实现最理想效果。下一步计划在大修当中