烟气脱硝技术工艺设计和运行控制要点2014

烟气脱硝技术工艺

设计和运行控制要点

青岛华拓科技股份有限公司2014年8月目录一、国外烟气脱硝技术发展二、烟气脱硝技术原理三、烟气脱硝系统的设计四、烟气脱硝系统的运行控制五、烟气脱硝系统的运行优化一、国外烟气脱硝技术发展1970年代后期日本首先开发了烟气脱硝技术研究及应用，80年代后期欧美相继引进烟气脱硝技术，用于电站锅炉烟气脱硝。目前广泛应用的脱硝技术为SCR及SNCR，其中前者应用最为普遍。

二、烟气脱硝技术原理SCR及SNCR工艺均可利用尿素或者氨的选择还原特性，将烟气中的ＮOｘ还原成N2和水。但两者反应条件不同。SNCR反应发生在锅炉高温950-1050℃区域，不需要催化剂。SCR反应需要在中等温度320-420℃条件下和催化剂的作用下进行。

三、烟气脱硝系统的设计还原剂的确定催化剂的选择良好的业绩、5000万以上的注册资本金；技术来源无争议；无条件接受华电集团的强检系统流场的设计—非常关键四、烟气脱硝系统的运行控制1、SNCR运行中易出现的问题

泄漏氨与SO3低温反应，导致空预器换热面堵塞或玷污。

反应温度过高或过低增加氨泄漏：＞1000℃，NH3分解；＜1000℃，反应速率低。

锅炉负荷波动引起烟温变化，如果按喷射系统反应不够灵敏，将增加氨泄漏；

锅炉负荷波动引起烟气中的NOX分布不均匀，而氨喷射系统即使均匀喷射，将导致氨泄漏增加。大型锅炉的炉膛截面大，喷氨射程大，如果氨与烟气混合不充分，也将增加氨泄漏。炉内最佳的氨脱硝反应区为对流换热区，最佳停留时间为1s，最低不能小于0.3s。四、烟气脱硝系统的运行控制2、SCR运行中易出现的问题催化剂的堵塞与磨损

由于反应器截面上的流量偏差、反应器内的温度偏差、氨喷射流量分布不均匀、烟气流量与速度分布不均匀易造成飞灰在入口段团聚，堵塞催化剂；氨耗量大于设计值烟道的积灰与磨损空预器的堵塞四、烟气脱硝系统的运行控制3、烟气脱硝系统的正常运行技术维护AIG与SCR流量分布CFD模化控制；氨喷入系统优化调整，从整体上降低氨泄漏；最大限度缩短SCR内温度低于水或酸露点温度的时间；优化SCR反应器吹灰系统的运行；定期检查SCR反应器（氨喷嘴堵塞、飞灰团聚、腐蚀等）；分析潜在的催化剂中毒惰化因素；四、烟气脱硝系统的运行控制3、烟气脱硝系统的正常运行技术维护煤种混合分析（平衡砷、钙、Na与K含量）；试样块分析（确认SCR前气态砷含量）；燃烧调整（优化炉内燃料燃烧条件，降低爆米花形多孔焦炭的形成）；灰中氨日常测试，评估SCR运行现状；SCR阻力监测，分析催化剂堵塞情况；催化剂活性定期测试，预测其剩余寿命，推荐最经济有效的催化剂层更换策略；催化剂老化原因分析与解决对策；空预器阻力损失、腐蚀与堵塞检查。四、烟气脱硝系统的运行控制4、SO3腐蚀与玷污的预防措施提高空预器吹灰效率。空预器冷端受热面更换成釉质表面，减少硫酸氢氨的粘结。将空预器冷、中、热三层换热面，去除中层，减少因晶粒生长引起的堵塞。采用高活性催化剂，降低其体积，减小烟气阻力，降低10~20%的SO2氧化率。提高活性材料WO3含量，抑制SO2氧化。采用高性能催化剂，降低氨泄漏。四、烟气脱硝系统的运行控制5、SCR性能定期维护

现场测试：氨泄漏小于3ppm

SO2/SO3转化率小于1%

氨喷射系统调整实验室测试：催化剂寿命测试催化剂材料测试催化剂活性再生四、烟气脱硝系统的运行控制6、SCR运行控制注意点严格控制反应器工作温度低于最高温度420℃，防止催化剂烧结，导致反应面积减少；反应器工作温度高于最低运行温度，防止生成硫酸氢氨，堵塞催化剂的空隙。严格执行吹灰器的顺控调整，加强检查与维护，确保吹灰器正常运行，防止飞灰中的超细颗粒、重金属元素、氧化硅等附在催化剂表面。加强反应器入出口烟温的检查与维护，防止出入口烟温温差过大，导致脱硝非停。完善两侧反应器入口烟气流量的测量，防止因两侧流量偏差较大，可能造成的两侧出口NOX浓度偏差较大，个别部位的氨逃逸增大。五、脱硝系统的运行优化

对脱硝控制系统进行优化。在原控制画面中增加脱硝出入口烟气NOx含量指示，增加脱硝压差显示，增加氨气消耗量累计值，以便于运行进行监视和调整;为防止由于空氨比大造成脱硝跳闸，增加在空氨比大于7%时联启备用稀释风机;稀释风量低于1500Nm3/h时联启备用稀释风机，在空氨比大于7%时禁止开启喷氨调门;为防止由于稀释风量中断造成氨气大量聚集引发火灾，增加任一侧稀释风量低于550Nm3/h时，联关该侧喷氨快关阀和调门;为防止脱硝在低温下运行，增加脱硝入口烟气温度低于300℃联关同侧喷氨调门和喷氨快关阀;为防止氨气逃逸率高，增加氨气逃逸率大于3ppm,联关同侧喷氨调门和喷氨快关阀;氨逃逸率大于2.5ppm，禁开喷氨调门并预关10%。五、脱硝系统的运行优化

对脱硝控制系统进行优化。在原控制画面中增加脱硝出入口烟气NOx含量指示，增加脱硝压差显示，增加氨气消耗量累计值，以便于运行进行监视和调整;为防止由于空氨比大造成脱硝跳闸，增加在空氨比大于7%时联启备用稀释风机;稀释风量低于1500Nm3/h时联启备用稀释风机，在空氨比大于7%时禁止开启喷氨调门;为防止由于稀释风量中断造成氨气大量聚集引发火灾，增加任一侧稀释风量低于550Nm3/h时，联关该侧喷氨快关阀和调门;为防止脱硝在低温下运行，增加脱硝入口烟气温度低于300℃联关同侧喷氨调门和喷氨快关阀;为防止氨气逃逸率高，增加氨气逃逸率大于3ppm,联关同侧喷氨调门和喷氨快关阀;氨逃逸率大于2.5ppm，禁开喷氨调门并预关10%。五、脱硝系统的运行优化

优化燃烧调整降低入口烟气NOx。通过控制空气预热热器入口过剩空气量、对二次风配风方式进行调整、优化磨煤机运行方式等措施入口NOX含量可下降100mg/Nm3左右。五、脱硝系统的运行优化

优化控制方式及调门最佳开度。将原来的恒效率控制方式改为恒量控制方式，即控制烟囱入口NOx在国家标准之内，并定期对脱硝出口和烟囱入口进行对比，偏差大于50mg/Nm3时即进行标定;每季度定期在稳定锅炉负荷和喷氨量的前提下，对喷氨格栅调门进行调整，根据氨逃逸率及出口NOx变化，确定每组调门合理的开度从而提高脱硝效率。五、脱硝系统的运行优化

强化运行管理。将脱硝出入口烟气NOx含量及氨气消耗量纳入小指标竞赛，并进行奖惩;运行主管及时对脱硝系统各数据进行分析和对比，及时提出针对性的运行调整方案;每天运行人员定期对脱硝系统漏氨情况进行检查，发现问题及时处理。邹县8号脱硝出现的问题及对策1、8号脱硝反应器蒸汽吹灰器汽源温度低问题，经查实，是由于降温装置的减温水阀门内漏及降温装置后温度测点为坏点所致。现已更换坏点原件，调整了降温水阀门，现已投运蒸汽吹灰器。2、8号脱硝省煤器原有灰斗及气力输送问题，经查实，主要问题是由于气力输送管道堵灰所致，而且现有气力输送与灰斗设计不合理，4个灰斗采用1个仓泵的运行方式，一旦出现一只灰管堵灰，就会影响4个灰斗的运行，已对催化剂堵灰带来极大的安全隐患，大量飞灰携带到了上层催化剂上部前墙处，造成大量积灰，催化剂层压差变大。应及时畅通的投运气力输送设备及蒸汽吹灰器系统，并能及时防止堵灰现象的发生。3、一二期脱硝蒸汽汽源温度低问题，请核对锅炉侧的减压阀前后温度的历史曲线，现初步判定为减压阀或安全阀存在缺陷所致。建议尽快投运，避免飞灰堵塞催化剂。4、氨区卸车棚的尺寸、位置及配套实施的确定问题，按照上级检查的要求明确具体的改造方案。谢谢大