(神华国能天津大发电厂有限公司 天津 300272)
摘要：说明投入SCR脱硝系统运行后,脱硝过程的副作用会造成催化剂、空预器等辅助设备腐蚀、阻塞的风险。分析SCR脱硝装置对锅炉系统安全稳定运行的影响，从运行调整角度提出预防、调整控制措施，确保锅炉安全、稳定、经济运行。
关键词：SCR脱硝系统 锅炉 影响 对策
0 引言
为了确保烟气合格排放，燃煤电厂锅炉必须安装烟气脱硝装置。安装和投入SCR脱硝系统运行后，在除去烟气中的NOx成分的同时，由于氨逃逸的存在，脱硝过程的副作用还会造成催化剂、空预器等辅助设备腐蚀、阻塞的风险。本文分析SCR脱硝装置对锅炉系统安全稳定运行的影响，从运行调整角度提出控制措施。
1 SCR脱硝原理
SCR脱硝法采用选择性催化还原技术。氨蒸气由反应器入口烟道喷入，与烟气充分混合后进入反应器内，在催化剂的作用下发生还原反应，脱去烟气中的NOx成分。同时脱硝过程中还会发生副反应：一方面SCR催化剂会促进烟气中的SO2等气体氧化成SO3。脱硝过程中逃逸出来NH3与烟气中的SO3和水蒸气发生反应，生成（NH4）2SO4和NH4HSO4。（NH4）2SO4在450℃以下为固体粉末，其生成量较小并混合在飞灰中，对空气预热器等设备没有影响。NH4HSO4在200℃左右时呈液态，具有腐蚀性和黏结性，可以造成下游设备腐蚀和阻塞，导致设备损坏。
2 SCR脱硝系统投入后对锅炉设备运行的影响
1、对锅炉运行经济性的影响
（1）热量损失
1.锅炉安装SCR脱硝装置后，烟道长度、散热表面积增加，增加了热量损失。
2.烟气流过SCR脱硝装置后，温度降低5～8℃，对锅炉效率产生影响。
（2）降低锅炉效率
NH3与SO3反应生成NH4HSO4（硫酸氰铵），NH4HSO4和烟气中的飞灰黏附在空气预热器换热面上，会使换热面脏污，使空气预热器的换热效率降低，锅炉排烟温度升高，最终使锅炉效率降低。烟气通过SCR脱硝装置后，压降增加1KPa，使空气预热器内部烟气压力降低，空气预热器风侧与烟气侧压差增大，空气预热器漏风率增加，导致锅炉效率降低。
2、对烟道阻力的影响
由于增加了烟道长度和SCR催化剂等装置，使烟气阻力增加近1KPa,同时催化剂积灰、阻塞等，均导致引风机的电耗增加。
另外，锅炉冷态启动初期由于燃烧不良可能造成未燃尽的燃料沉积在催化剂上，易形成二次燃烧，造成催化剂烧损。
3、对空气预热器的影响
烟气经过SCR脱硝装置后生成的NH4HSO4有腐蚀性和黏结性。若NH4HSO4与灰尘一起黏附在空气预热器换热面上，会使空气预热器低温段发生低温腐蚀，加重空预器积灰，甚至阻塞，对空预器的运行影响很大。
当氨逃逸率≤1ppm时，NH4HSO4生成量很少；当氨逃逸率＞3ppm时，NH4HSO4生成量会急剧增加，使得空预器阻力显著增加，对送、引风机、一次风机安全运行造成很大影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3 运行防范和调整措施
1、对空气预热器结构和换热面进行改造
根据运行经验，通过对空气预热器进行改造，例如对换热元件的支撑结构、空预器换热面低温段采用搪瓷表面换热元件等可以缓解堵灰的形成。
2、SCR脱硝装置投入前后和运行中都必须保证催化剂层的正常吹灰。同时在启动烟风系统前应该先启动稀释风机运行正常。当发现催化剂层阻力和烟道阻力增大时，应缩短吹灰间隔时间，并及时吹灰。必要时可以在停炉时利用高压水进行清洗。
3、严格控制氨逃逸率
投入脱硝装置后，NH4HSO4的生成量与烟气温度及烟气中的NH3、SO3、H2O的含量有关。
a.严格控制氨的喷入量，防止氨过量造成逃逸率上升，正常运行时氨的逃逸率应小于3。
b.保持催化剂的活性。在SCR脱硝装置投入运行一段时间后，催化剂活性都会逐渐衰减。当其不能满足设计值时，脱硝效率就会降低。氨逃逸率会增加，此时必须对催化剂层进行清洗或更换。
c.加强对催化剂层的吹灰。确保声波吹灰器正常投入，保证催化剂表面清洁，一方面可以降低系统阻力，另一方面可以加大反应面积，使氨气充分反应，减少氨逃逸率。
d.在影响氨逃逸率的众多因素中，进行喷氨量的优化调整、提高催化剂防磨性能是改善脱硝装置氨逃逸的有效办法。
4、必须按照锅炉运行规程要求进行空气预热器吹灰。吹灰前要将吹灰蒸汽疏水彻底排净。吹灰时尽量保持高一点的负荷，以保证受热面一定的壁温。同时吹灰蒸汽应保持足够的过热度，避免湿蒸汽经吹灰器进入空气预热器从而加剧堵灰。正常吹灰工作每班必须进行一次，并做好记录，发现缺陷及时联系有关部门进行处理。
5、严密监视脱硝系统运行参数变化，及时调节。特别加强对SCR装置入口烟气温度、入口NOx、氨空比、氨气逃逸率、空气预热器出、入口差压、一二次风压、排烟温度、送、引风机电流等参数监视，发现异常及时分析处理。
6、通过分级燃烧、低氧燃烧等手段，从燃烧角度控制脱硝入口NOx含量在合理较低水平，降低喷氨量。
7、加强燃烧调整，保持合适的过量空气系数，减少烟气中SO3含量，降低低温腐蚀。
8、制定可行的启停炉措施，合理控制升负荷速率和投粉量，避免煤粉的不完全燃烧。
9、根据入口烟气温度及时投退SCR脱硝装置。投入SCR装置时，严格控制SCR装置入口烟气温度大于300℃，小于400℃。
10、当省煤器出口烟气温度无法满足催化剂进行脱硝反应要求时，通过调节旁路烟道挡板，实现调节SCR反应器内烟气温度的目的。
11、合理混配煤，控制入炉煤的含硫量、灰分不大于设计值。
12、确保脱硝系统各参数、表计指示准确，定期校验，确保自动装置稳定可靠运行，发现缺陷及时联系维护处理。
4 结束语
燃煤锅炉投入SCR脱硝装置运行后，存在烟道阻力增大、空预器积灰增加等问题，硫酸氰铵的形成代替低温腐蚀成为空预器堵塞的主要原因，对锅炉及辅助设备安全运行产生了影响。因此对运行管理控制提出了更高的要求，要采取针对性维护和运行措施，严格控制进入SCR反应器内烟气的温度，提高氨气喷射控制水平以提高脱硝效率。注重对锅炉启停的控制，定期关注催化剂和空预器的阻塞情况以及定期清洗情况，避免因积灰导致的系统效率下降或系统稳定性以及可靠性下降，降低SCR脱硝装置对锅炉运行的影响，确保锅炉连续、稳定、可靠运行。
参考文献：
1大港发电厂技术标准SHJ5154-2014-0109《一、二号机组脱销运行规程》.
2董建勋，闫冰，赵宗林 火电厂烟气脱硝装置对锅炉运行的影响的分析［J］，热力发电，2007（03）.
论文作者:刘树利
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/9
标签：烟气论文; 预热器论文; 锅炉论文; 催化剂论文; 装置论文; 空气论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第7期论文;