火电厂脱硝耗氨量异常增大原因分析及处理

火电厂脱硝耗氨量异常增大原因分析及处理

高大伟

（华能滇东电厂云南曲靖655000）

摘要:本文主要分析了某电厂运行中，发生脱硝系统耗氨量异常增大，空预器阻塞的问题。通过分析排查，最后确认由于喷氨注射格栅入口烟气挡板未完全开启，造成烟气中NOX和NH3浓度分布不均，进而造成上述问题。采取措施后，系统运行恢复正常。

关键词：耗氨量，空预器阻塞，SCR

Analysisandtreatmentofabnormalincreaseofammoniaconsumptioninthermalpowerplant

Abstract:ThispaperanalyzesacertainsituationhappenedinanSCRsysteminathermalpowerplant.Duringtheoperation,theammoniaconsumptionabnormallyincreasedandairpreheaterclogged.Thecausewasconfirmedafteranalysis.Thefluegasdamperneartheammoniainjectiongrillewasnotfullyopen,whichcausedthatNOXandNH3couldn’tmixwellinthefluegas.Takingmeasures,thesystemreturnedtonormal.

Keywords:ammoniaconsumption;airpreheaterclogging;SCR

引言

选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术具有脱硝效率高、技术成熟、无二次污染等优点，已经逐渐成为燃煤电厂烟气脱硝工艺的主流。一般来说．脱硝系统是依据机组理论烟气流量、烟气成分以及目标脱硝效率进行设计的。但是，在电厂机组实际运行中脱硝系统往往会受到机组运行条件和催化剂状态等条件的影响。某电厂采用了高灰型选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺，采用纯氨作为还原剂，在运行中发生了耗氨量异常增大，空预器阻塞的情况，并通过分析、排查，解决了此问题。

1脱硝系统工作原理介绍

1.1SCR脱硝系统工作原理

SCR反应是以NH3作为主要的还原剂，V2O5/TiO2等金属氧化物作为催化剂将NO和N02选择性催化还原为N2的反应，在有O2的存在下，且反应温度＜400℃时，SCR烟气脱硝系统最的主要反应为:

4NH3+4NO+02=4N2+6H20

4NH3+2N02+02=3N2+6H20

1.2SCR系统空预器阻塞的一般原因

空预器堵塞的主要原因是氨逃逸形成NH4HSO4粘附在空预器冷端壁。由于燃煤煤质中硫分及灰分增加，同时脱硝设施运行不正常导致氨逃逸值增加，形成NH4HSO4的量增加，引起空预器堵塞的主要物质就是NH4HSO4。当氨量增加时，主要是发生如下反应：

NH3+H2O+SO3=NH4HSO4

硫酸氢铵在高温时处于气态，在低温时变为固态，但在中间温度时(150—200℃)处于液态。液态的硫酸氢铵有粘性，很容易附着在空预器的换热元件上，150-200℃范围内，这一温度段正好在空预器的低温段，因此造成空预器冷端积灰严重，进而影响空预器的正常运行，造成空预器堵塞。测试结果[2]表明当氨逃逸率在1ppm以下时，硫酸氢铵生成量很少，空预器堵塞情况不明显，若逃逸率增加到2ppm，空预器半年后阻力增加约30%，若逃逸率增加到3ppm以上，空预器运行半年后阻力增加约50%，对引风机也会造成较大的影响。因此在脱硝过程中要严格控制氨的逃逸率，控制硫酸氢铵的生成，监视机组耗氨量是保证避免上述危险的手段。

导致氨逃逸增加的原因有可能是：

1、烟气量测量不准，造成原烟气NOX测量不准，导致过量喷氨。

2、催化剂活性低选择性差，或催化剂中毒，造成烟气中NOX与NH3浓度分布不均。

2某电厂运行分析过程

基于氨逃逸带来的危害,某电厂通过对耗氨量的监视，发现机组的耗氨量异常增大，环比运行数据增加将近一倍。机组负荷、风量、运行方式基本未异常变化，同时空预器的差压持续上涨，投入空预器连续吹灰后，效果不明显。分析过程中针对前文所述几方面原因进行了排查。

2.1热工仪表校验

由于表计不准会对脱硝控制系统造成影响，导致烟气NOX测量不准，过量喷氨。某电厂对脱硝出口NOX仪表，总排口NOX仪表进行校验，脱硝反应器进出口氧量计进行校验,校验结果偏差不大。对喷氨流量计，喷氨管道压力表，氧量计等进行校验，均未发现异常。排除了由于热工仪表不准,造成过量喷氨。

2.2催化剂层吹灰

脱硝过程中生成的铵盐以及飞灰的小颗粒沉积会在催化剂的小孔中，阻碍NOX、NH3、O2到达催化剂活性表面，从而引起催化剂失效。过量喷氨会导致铵盐的形成，烟气速度不均匀，才在烟气流动低速区或者死角，将导致飞灰沉积，造成催化剂堵灰。通过对反应层吹灰将沉积物清洗出去，恢复催化剂的活性。某电厂查阅DCS曲线及参数（如表1）发现引风机电流和空预器入口负压增大，结合省煤器出口负压变化小，怀疑省煤器至反应器之间有堵塞，导致喷氨量增大。立即对反应器进行吹灰，没有效果，排除此原因。

表2可以看出，空预器的差压快速上涨，短短一天就已经到了1.4KPa，若不及时找到问题的所在，只能是停机处理。

3结语

1、做好基础管理工作，机组启动前，要按规定做阀门活动试验。就地和盘上都必须确认动作正确，阀门的状态是否对应。对重要系统阀门试验要重点关注。

2、机组参数异常，要高度重视，及时判断分析，找到原因并消除，确保机组安全稳定运行。

3、高灰型烟气脱硝（SCR）工艺，无法回避的问题是空预器堵塞，因此正常运行中，加强对耗氨量的监视，对机组安全尤为重要，特别是控制氨逃逸在合理水平，防止空预器堵塞。

参考文献

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[2]马双枕，金鑫，孙云雷，等.SCR烟气脱硝过程硫酸氢铵的生成机理与控制[J].热力发电，2010，39(8):13-16

[3]西安热工研究院.火电厂SCR烟气脱硝技术[M]，中国电力出版社，2013年01月

[4]王义兵，孙叶柱，陈丰等.火电厂SCR烟气脱硝催化剂特性及其应用[J].电力环境保护，2009，25（4）：41-45.

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[6]宋闯，王刚，李涛等.燃煤烟气脱硝技术研究进展[J].环境保护与循环经济，2010，（1）:63-65.

作者简介

高大伟（1982.3.18）、男、华能滇东电厂、655000、助理工程师、集控运行、本科、热能与动力工程。