火電廠SCR煙氣脫硝裝置用于脫除煙氣中氮氧化物(NO_x)。該類(lèi)技術(shù)通過(guò)將氨(NH₃)作為還原劑噴入煙氣中，使還原劑與煙氣中的NO_x發(fā)生還原反應(yīng)，生成無(wú)害的氮?dú)?N₂)和水(H₂O)，從而達(dá)到脫除氮氧化物的目的。SCR脫硝裝置脫硝效率可達(dá)90%以上，能滿足嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。若鍋爐設(shè)計(jì)煤種燃燒后產(chǎn)生的煙氣中NOx含量較高，SCR煙氣脫硝裝置可保證煙氣脫硝效率，大大降低煙氣NO_x排放量，但SCR脫硝裝置對(duì)鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將產(chǎn)生較大的影響。

1、主要影響

1.1鍋爐熱量損失增大

安裝SCR脫硝系統(tǒng)后，鍋爐的熱量損失主要是煙氣通過(guò)脫硝系統(tǒng)后煙溫會(huì)降低6℃左右，對(duì)鍋爐效率將會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

1.2空預(yù)器換熱元件堵塞，使排煙溫度升高

氨氣和三氧化硫反應(yīng)生成硫酸氫氨，硫酸氫氨在溫度180～200℃的環(huán)境中呈“鼻涕”狀的粘性物，因此在空預(yù)器高溫段和低溫段處煙氣中的灰塵在該處容易和硫酸氫氨一塊，極易粘附于空預(yù)器換熱面上，使空預(yù)器換熱元件臟污，空預(yù)器的換熱效果變差，導(dǎo)致排煙溫度升高，鍋爐效率降低。

1.3空預(yù)器漏風(fēng)率增大

煙氣通過(guò)SCR脫硝系統(tǒng)以后的壓降將增加500Pa左右，為了使?fàn)t膛內(nèi)部壓力平衡，吸風(fēng)機(jī)的出力將有所增加，從而導(dǎo)致空預(yù)器內(nèi)部煙氣壓力降低，使空預(yù)器風(fēng)/煙壓差增大，導(dǎo)致空預(yù)器漏風(fēng)率增加，鍋爐效率降低。

1.4對(duì)煙道阻力的影響

SCR脫硝裝置使煙氣阻力增加500Pa左右，而且對(duì)蜂窩式催化劑容易積灰堵塞，且隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，催化劑堵塞程度也越嚴(yán)重，將導(dǎo)致吸風(fēng)機(jī)的電耗增加。現(xiàn)在設(shè)計(jì)的SCR脫硝系統(tǒng)均不設(shè)計(jì)旁路系統(tǒng)，如果催化劑堵塞嚴(yán)重，將直接影響鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

對(duì)空預(yù)器的影響，相比較來(lái)說(shuō)SCR脫硝裝置對(duì)空預(yù)器的影響更為突出，主要原因是硫酸氫氨的腐蝕性和黏結(jié)性。硫酸氫氨與灰塵一起粘附在空預(yù)器的換熱元件上，不僅降低換熱效果，還將會(huì)在空預(yù)器的低溫段產(chǎn)生低溫腐蝕，同時(shí)造成空預(yù)器的積灰。

SCR脫硝裝置氨逃逸率一般設(shè)計(jì)為≯3ppm，逃逸率超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)將會(huì)造成大量的硫酸氫氨生成，致使空預(yù)器嚴(yán)重堵塞，這將造成吸風(fēng)機(jī)電耗增加、一次風(fēng)機(jī)母管壓力波動(dòng)大等情況。另外，燃用高硫煤時(shí)，煙氣中SO3含量較高，只要煙氣中有0.005%的SO3，煙氣的露點(diǎn)即可提高到150℃以上。同時(shí)氨氣和NOx反應(yīng)產(chǎn)物為氮?dú)夂退虼丝疹A(yù)器的低溫段就可能有硫酸溶液凝結(jié)在換熱元件上，造成空預(yù)器的低溫腐蝕。

減少SCR脫硝催化劑積灰情況，煙氣中灰塵的含量與煤種的灰灰、燃燒調(diào)整有很大關(guān)系，但影響脫硝催化劑積灰的因素還與省煤器輸灰系統(tǒng)運(yùn)行情況、脫硝裝置所安裝的吹灰器有關(guān)。省煤器輸灰系統(tǒng)不能正常工作，將會(huì)使大量的灰塵帶入脫硝上層催化劑，即便加強(qiáng)脫硝系統(tǒng)吹灰仍不能避免蜂窩狀催化劑的堵塞。

用于脫硝裝置的吹灰器有聲波和蒸汽吹灰兩種方式。聲波吹灰器在灰量較小時(shí)效果較為明顯，并能徹底吹除邊角的積灰，但灰量較大時(shí)耙式蒸汽吹灰器能起到很好的作用。當(dāng)在投入蒸汽吹灰時(shí)，一定要充分的疏水，否則會(huì)造成灰塵結(jié)塊堵塞催化劑或?qū)Υ呋瘎┰斐伤g，影響催化劑的使用壽命。

脫硝煙道入口導(dǎo)流板應(yīng)設(shè)計(jì)為流線機(jī)翼型并盡可能偏向于爐前方向，這樣可有效改善煙氣分布流場(chǎng)，阻止較大灰分顆粒被煙氣攜帶到催化劑蜂窩孔中造成催化劑蜂窩孔堵塞。

2、控制手段

2.1空預(yù)器傳熱元件及沖洗改造

安裝SCR脫硝工藝的空預(yù)器在防止低溫段腐蝕、積灰堵塞和清洗方面需要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，為防止由于空預(yù)器臟污使傳熱效果降低，或空預(yù)器堵塞導(dǎo)致被迫停爐事件的發(fā)生，空預(yù)器低溫段傳熱元件應(yīng)采用搪瓷表面?zhèn)鳠嵩?/p>

一方面是搪瓷表面可以隔離腐蝕物與金屬接觸，其表面光潔，易于清洗;另一方面是搪瓷層穩(wěn)定性好，耐磨損，使用壽命長(zhǎng)。為避免鍋爐運(yùn)行期間由于出現(xiàn)空預(yù)器嚴(yán)重堵塞而被迫停爐事件的發(fā)生，在空預(yù)器吹灰器選型時(shí)不妨可以考慮采用雙介質(zhì)吹灰器(蒸汽和水)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空預(yù)器在線水沖洗。

正常運(yùn)行時(shí)采用蒸汽定期吹灰，空預(yù)器堵塞嚴(yán)重時(shí)采用高壓水沖洗。如果空預(yù)器傳熱元件由于未采用搪瓷材質(zhì)，在SCR脫硝系統(tǒng)投入半年時(shí)間即出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞情況。所以一般要對(duì)空預(yù)器傳熱元件低溫段進(jìn)行更換，更換為搪瓷管空預(yù)器。

2.2加強(qiáng)吹灰，定期對(duì)空預(yù)器進(jìn)行沖洗和維護(hù)

SCR脫硝系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，催化劑和空預(yù)器積灰堵塞是在所難免的，必須加強(qiáng)SCR反應(yīng)器區(qū)域和空預(yù)器的吹灰，尤其應(yīng)加強(qiáng)空預(yù)器低溫段的吹灰。發(fā)現(xiàn)煙道阻力增大時(shí)，及時(shí)對(duì)催化劑進(jìn)行清理，發(fā)現(xiàn)空預(yù)器進(jìn)、出口差壓增大，應(yīng)及時(shí)水沖洗。要想從根本解決麻煩可更換為搪瓷空預(yù)器。

2.3控制氨逃逸率

為減少脫硝裝置運(yùn)行時(shí)對(duì)鍋爐的影響，控制硫酸氫氨的生成量就顯得尤為重要。生成硫酸氫氨的反應(yīng)速率主要與溫度、煙氣中氨氣、SO₃及水含量有關(guān)。對(duì)于實(shí)際運(yùn)行的火電機(jī)組，鍋爐煙氣中SO₃及水的含量無(wú)法控制。因此，必須嚴(yán)格控制氨的逃逸率。

2.3.1嚴(yán)格控制氨的噴入量

防止氨氣過(guò)量而造成氨逃逸超標(biāo)，正常情況下應(yīng)控制氨逃逸率不超過(guò)3ppm。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前絕大部門(mén)火電廠SCR脫硝系統(tǒng)氨逃逸率表計(jì)顯示不準(zhǔn)，基本上沒(méi)有正常投入，因此，對(duì)氨逃逸率的控制造成很大的難度。

2.3.2保持催化劑的活性

SCR脫硝催化劑的壽命一般在5～6年，因此SCR脫硝裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，催化劑活性會(huì)逐漸衰減，脫硝效率將會(huì)降低，氨逃逸率將會(huì)增加。SCR脫硝裝置設(shè)計(jì)均為2+1方式，當(dāng)脫硝效率達(dá)不到設(shè)計(jì)值或不能滿足國(guó)家環(huán)保排放要求時(shí)，為確保鍋爐的安全運(yùn)行，就必須對(duì)催化劑進(jìn)行清洗或安裝備用層催化劑。

2.3.3加強(qiáng)空預(yù)器進(jìn)、出口差壓的監(jiān)視

發(fā)現(xiàn)空預(yù)器進(jìn)、出口差壓增大時(shí)，及時(shí)減少噴氨量，增加空預(yù)器低溫段的吹灰次數(shù)。

3、結(jié)束語(yǔ)

采用SCR脫硝裝置，對(duì)鍋爐尾部受熱面(主要是空預(yù)器)的臟污、堵塞和腐蝕可通過(guò)限制氨逃逸量及催化劑的SO2/SO3氧化率加以控制;對(duì)鍋爐熱效率的影響可通過(guò)減少煙道長(zhǎng)度從而減少散熱面積加以控制;對(duì)引風(fēng)機(jī)的影響(即鍋爐煙氣阻力的增加)可通過(guò)合理設(shè)計(jì)煙道形狀、合理選取煙氣流速、加裝導(dǎo)流裝置、縮短煙道長(zhǎng)度等加以控制。對(duì)于在役電廠鍋爐，后兩者的控制措施在很大程度上受現(xiàn)有設(shè)備空間和場(chǎng)地條件的限制。在進(jìn)行脫硝裝置設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮該裝置對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響，并應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，以保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。