摘要：随着SCR催化剂活性的降低及其他一些因素，我厂#1、#2炉空预器存在不同程度的硫酸氢氨聚结的情况，尤其是冷端更为明显。目前的主要措施是，机组检修期间用高压水冲洗，存在的问题主要有冲洗工作量较大，且人工成本较高，同时在冲洗时，存在工作人员氨气中毒的风险。冲洗后的水进入雨水井后，废水氨氮含量超标，环保考核。机组启动后，硫酸氢氨的形成依然存在，使用寿命逐渐缩减。因此本文主要就浅谈脱硝技术对管式空预器的影响及解决方法为课题进行探讨分析，并提出一些个人观点，以供参考。
关键词：脱硝技术；管式空预器；解决方法；
1、脱硝技术对管式空预器的影响
在煤粉炉上脱硝( 氮氧化物) 的措施主要是采用SCR。采用SCR 后，不可避免的出现氨逃逸，若因锅炉原始排放值高及其它原因，无法满足氮氧化物排放要求，就会增加喷氨量，氨逃逸量就是会明显增加，一般设氨逃逸量设计值低于 3ppm，而因为SCR装置包括流场的不合理，催化剂设计不合理等，影响脱硝效果，只能通过增加喷氨量来降低氮氧化物排放，实际运行中基本很难控制氨逃逸量在 6ppm 以下，NH3 与 SO3 生成的 NH4HSO4 会明显增加，207℃温度以NH4HSO4 为液态，液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于受热面上形成融盐状的积灰，造成受热面的腐蚀、堵灰等，进而影响机组的正常运行。根据煤质中含灰量及含硫量的多少，会产生不同程度尾部的沾灰及腐蚀现象。现有在670T等级的锅炉里，大部分均采用管式空气预热器，管式空气预热器采用的立式布置，SCR布置在省煤器与空预器之间，因NH4HSO4 的原因造成了空气预热器的严重堵灰，影响了锅炉的安全稳定运行及降低了锅炉的效率。
2、脱硝技术对管式空预器的影响案例
2.1 概述
#1、#2锅炉为DG670/13.7—21型；系东方锅炉厂生产的一次中间再热超高压自然循环汽包炉、Π型布置、四角切圆燃烧方式、平衡通风、冷一次风正压直吹式制粉系统，水浸刮板式捞渣机连续固态排渣、采用管式空气预热器、全钢构架悬吊结构、紧身封闭布置的燃煤锅炉。#1、#2炉风烟系统的形式为送、引、一次风机双列布置，并且在空预器前后均有联络。可在一次风、二次风联络管上各增设一个联络挡板（共2个）。在正常运行中，联络挡板开启至100%。如果需要清除硫酸氢氨，则降低锅炉负荷。降低一侧一次风机或者送风机变频。保持最低出力陪转，因我厂一次风机和送风机在变频指令低于25%时，我厂风机无转速检测，且入口挡板关闭，不存在风机出口憋压的问题。下一步，关小或者关闭（依据空预器入口烟温调整）一次风或二次风联络挡板，使一侧空预器不进风，或者少进风，减少风烟换热，达到提高一侧空预器入口烟温的目的。
2.2可行性分析：
（1）一次风侧：单侧一次风机可满足三台磨煤机运行所需风量，负荷最少可保持在100MW。如果切除一侧一次风，完全可以满足锅炉制粉系统所需风量。
（2）二次风侧：据经验统计，单台送风机风量可保持在180NKm3，左右，加上三台磨的入口风量（此时一次风侧联络门需开启），炉膛总风量约在180+（35*3）=285 NKm3左右，完全大于锅炉最小风量150 NKm3，也完全满足锅炉燃烧所需风量。
（3）由于浆液循环泵运行，排烟温度的升高对吸收塔除雾器不会造成损坏，必要时投入除雾器连续冲洗即可。
2.3存在的问题
按照锅炉设计，单侧空预器能够满足50%负荷时磨煤机的干燥出力和二次风度>170度，但是我厂空预器堵管数量较多，在更换新的管箱之前，此措施不适于我厂实际情况。根据以上资料，因为锅炉脱硝改造使用SCR催化还原反应。其中还原剂为硫酸氢氨，导致管式空预器堵塞。两侧热一次风出口温差增大。影响机组安全运行。
3 、SCR烟气脱硝基本原理
选择性催化还原脱硝是在一定温度和催化剂的作用下，还原剂“有选择性”地把烟气中的NOx还原为无毒、无污染的N2和H2O[1]。本次应用的还原剂是氨水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以氨为还原剂的烟气脱硝基本反应方程式为：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
其反应产物为水和氮气，只有在800℃下才具备足够的反应速度，在催化剂的作用下其反应温度降至400℃左右，锅炉省煤器后温度正好处于这一范围为锅炉脱硝提供了有利条件。 SCR（脱硝系统）催化剂的工作温度应在一定范围内，温度过高（＞450℃）时催化剂会加速老化；当温度在300℃左右时，在同一催化剂的作用下会发生副反应：
2SO2+O2→2SO3
NH3+H2O+SO3→NH4HSO4
即生成氨盐，该物质粘性大，易粘结在催化剂和锅炉尾部的受热面上，影响锅炉运行。因此，只有在催化剂环境的烟气温度在305-425℃之间时方允许喷射氨气进行脱硝。
脱硝系统的反应器是布置在省煤器与空气预热器之间，锅炉燃烧产生的飞灰将流经反应器。为防止反应器积灰，每层反应器入口布置有吹灰器，通过吹灰器的定期吹扫来清除催化剂上的积灰。
4、防止#1炉空预器堵灰的预防措施
（1）正常运行中，调整一次风机、送风机热风再循环电动门,保证送、一次风机出口风温不低于50℃，同时注意加强送、一次风机各轴承温度监视。运行中锅炉蒸发量350t/h以下，调整一次母管压力小于10.5KPa，350t/h以上调整一次风母管压力不高于11.5KPa，并加强磨煤机电流监视，防止磨煤机满煤。
（2）正常运行中,每班投脉冲吹灰不得少于2次，投蒸汽吹灰前后必须投脉冲吹灰，投脉冲吹灰时吹灰强度设置为2级，检查乙炔压力正常，吹灰期间派人在#1炉10米倾听吹灰声音，对吹灰声音不正常的吹灰器及时联系检修处理，以保证吹灰效果。
（3）正常运行中保持锅炉负压在-50至-100pa之间运行。因氨逃逸测点故障无法监测氨逃逸量，运行中控制净烟气氮氧化物40-45㎎/Nm3，防止喷氨过量生产的硫酸氢氨堵塞空预器,每周一上中班联系化验室化验飞灰含碳量和飞灰含氨量，并做好记录。正常运行中一次风侧烟气挡板全开，严禁私自进行调整。
（4）运行中加强#1炉A、B磨煤机出口温度、入口风量、磨煤机电流的监视，保证A、B磨煤机出口温度不低于65℃，防止磨煤机满煤。运行中，加强空预器一、二次风侧烟气温度、热风温度的监视，若烟温低于90℃，做好记录。运行中监视原烟气二氧化硫含量，高于2000mg/Nm3时，及时联系燃运调整配煤比，控制原烟气二氧化硫含量小于2000mg/Nm3。
5、控制防止#1炉氨逃逸率的措施
为了保证余热锅炉的安全运行，对脱硝系统的氨逃逸率必须加以控制，防止氨逃逸率过高。控制氨逃逸率的措施有：
（1）正常运行中严格控制氨的喷入量，防止氨气过量而造成氨逃逸，正常情况下应控制氨逃逸率不超过10ppm。
（2）保持催化剂的活性。SCR脱硝催化剂的寿命一般在5～6年，因此SCR脱硝装置运行一段时间后，催化剂活性会逐渐衰减，脱硝效率将会降低，氨逃逸率将会增加。当脱硝效率达不到设计值或不能满足环保排放要求时，为确保余热锅炉的安全运行，就必须对催化剂进行清洗或安装备用层催化剂。
（3）加强脱硝装置CEMS的维护工作，确保脱硝进、出口NOx数据的准确性，为运行人员提供可靠的调整依据。
（4）对每日的耗氨量进行比对，避免有过量喷氨情况。
（5）加强SCR系统出口差压的监视，发现差压增大时及时减少喷氨量，同时注意控制烟气温度在系统要求范围内。
（6）严格控制脱硝系统进口烟气温度，保持在290℃以上，避免由于烟气温度过低造成催化剂反应性能下降，催化剂中毒。
（7）调整稀释风机出力，保证稀释风机出口压力满足脱硝系统运行需求。
结束语：
目前，环保压力越来越大，各电厂企业都非常重视环保工作。脱硝系统问题增大是燃气电厂锅炉运行中经常遇到的问题，脱硝技术对管式空预器的影响不好将直接影响正常的安全生产。如果由于该类问题需要停炉处理，那么电厂经济损失会非常巨大。所以，做好锅炉脱硝系统的安全生产工作有着重大的意义。
参考文献：
[1] 李敏，仲兆平. 氨选择性催化还原（SCR）脱除氮氧化物的研究[J]. 能源研究与应用, 2004.
[2] 陈海林，宋新南，江海斌. SCR脱硝性能影响因素及维护[J]. 山东建筑大学学报, 2008.
论文作者:胡春辉,胡春尧
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/25
标签：锅炉论文; 催化剂论文; 烟气论文; 温度论文; 风机论文; 风量论文; 预热器论文; 《电力设备》2018年第25期论文;