摘要：针对SCR脱硝系统喷氨格栅手动截止阀流量调节线性差的问题，通过将喷氨格栅手动截止阀更换为手动蝶阀，提高调节线性，并对SCR脱硝系统进行喷氨优化调整试验，提高喷氨断面分布的均匀性和合理性，满足环保超低排放要求，减少氨逃逸率、降低空预器堵塞风险。
关键词：SCR脱硝；喷氨格栅；优化；均匀性；手动蝶阀
引言
随着新的火电厂大气污染排放50355标准的实施，燃煤电厂必须更严格的控制烟气中氮氧化物的排放。选择性催化还原（SCR）脱硝技术因脱硝效率高且运行稳定可靠，而被广泛接受。受锅炉负荷、燃烧工况、煤种、烟气流场、管道阻力、喷氨格栅阀门开度等因素的影响，脱硝效率和氨逃逸率变化较大。氨逃逸会在低温端空预器中形成硫酸铵或硫酸氢铵，造成空预器堵塞，严重影响机组的安全稳定运行。
脱硝喷氨格栅是将烟道截面分成多个区域，每个分区的流量可以单独控制，通过差异性调整不同区域喷氨格栅手动分门开度，适应喷氨支管及管道阻力不同和烟气流场不均匀性，从而降低喷氨断面的氮氧化物分布偏差，消除局部氨逃逸过大的问题，提高机组的安全性、经济性。
一、胜利发电厂二期SCR脱硝系统现状
胜利发电厂二期3、4#炉是上海锅炉厂生产的SG-1025/17.4-M851燃煤锅炉，2012年实施低氮和脱硝改造，设计安装的3、4#炉SCR脱硝装置的喷氨格栅的60只手动分门全部采用的是手动截止阀（如图1），且安装的手动截止阀的阀杆长短不一、阀门全开全关圈数也不同。在运行调节中发现，手动截止阀全开为8～11圈，在小于2圈范围内才有节流调节作用，个别区域阀门开度只有1/4圈。手动截止阀对流量的调节线性较差，进行喷氨格栅局部优化调整喷氨量时异常困难。
.png)
二、喷氨格栅手动调节阀型号调研及改进方案
通过对国内煤粉炉SCR喷氨格栅阀门使用情况的调研，发现绝大多数脱硝喷氨格栅手动分门采用手动蝶阀，并且蝶阀的调节线性较好。结合调研情况及蝶阀的流量特性，我们确定首先将#3炉SCR脱硝系统3B侧的15只喷氨格栅手动截止阀更换为D71F-16P型、公称尺寸DN65、公称压力1.6MPa、适用温度≤150℃的手动蝶阀（如图2）。
.png)
三、改进后优化试验方法、试验数据分析
表1、3A、3B侧稀释风总量
.png)
2019年6月，利用停炉期间首先对3#炉堵塞喷氨喷嘴进行全部检查疏通，对磨损的喷氨支管进行了修补和更换。启动3B稀释风机，稀释风管道阀门全开，喷氨格栅烟道内压力趋近于0工况下，记录3A、3B两侧稀释风总量（表1）。
由表1可知，喷氨格栅烟道压力趋近0Pa工况下，3B侧喷氨格栅稀释风总量较3A侧稀释风总量正偏差为380m3/h，说明更换后的手动蝶阀较之前手动截止阀的阻力有明显降低，3B侧稀释风量有大幅度增加，相比没有更换阀门的3A侧稀释风量却接近1800m3/h保护动作值。在3A、3B侧喷氨格栅30只手动分门全开情况下，依次逐个关、开3B侧喷氨格栅手动蝶阀，记录两侧稀释风总量变化值。见表2
表2、3B侧喷氨格栅15只手动蝶阀及喷氨支管流量数据
.png)
由表2数据可知，各个阀门扰动全开后数值相近，扰动全关后数值有一定幅度的偏差引起变化幅值的不同；同一根氨空混合联箱的始端与末端的流量不同，末端区域流量明显低于始端流量，且差异较大，说明喷氨格栅各支管流量差异较大，存在设计缺陷。中部区域不同喷氨支管的流量存在偏差且分布不均匀，初步分析与管道阻力、喷嘴阻力不同有关。
对3B侧新安装的15只手动蝶阀单个试验，手动蝶阀在13%～63%的调节线性良好，见图3。试验获得3A侧手动截止阀在小于10%开度内有调节性能，见图4。两种阀门不同开度与流量线性曲线可知，喷氨格栅手动蝶阀的调节线性优于手动截止阀。
.png)
图3、3B侧蝶阀不同开度与流量线性曲线
四、结论及建议
.png)
图4、3A侧手动截止阀开度与流量特性曲线
胜利发电厂将#3炉SCR脱硝系统3B侧喷氨格栅控制分门更换为手动蝶阀后，阀门阻力有明显下降，稀释风量增幅19%，阀门调节线性良好。改善了控制质量，优化了喷氨格栅调整，克服了因烟气流场不均、各喷氨支管阻力差异等困难和问题，提高SCR出口氮氧化物分布均匀性，减少氨逃逸，避免了对空预器堵塞。同时建议将A侧喷氨格栅手动截止阀更换为手动蝶阀。
参考文献：
[1] 胡劲逸、基于氨逃逸浓度场的SCR喷氨协调优化控制、2015
[2] 陈明、脱硝系统氨逃逸率大对空预器的影响及防治措施、2014
[3] 方明成、SCR脱硝系统喷氨优化调整试验研究、2018
作者：
张颂国，男，汉族，50岁，中共党员，山东莱州人，1998年毕业于上海电力学院 发电厂及电力过程自动化专业，现为胜利油田锅炉运行技能大师。
论文作者:张颂国
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
标签：格栅论文; 截止阀论文; 蝶阀论文; 流量论文; 阀门论文; 线性论文; 阻力论文; 《电力设备》2019年第21期论文;