关于燃煤电厂脱硝系统氨逃逸率降低

翟鹏霄

摘要：作為燃煤电厂烟气脱硝处理技术主要为选择性催化还原（SCR），没有副产物，技术成熟，脱硝效率高，运行可靠，便于维护，是工程上应用最多的烟气脱硝技术。但更低的NOx排放引起氨逃逸的升高，也成为了各大电厂不可避免所面临的的问题[1]。

关键词：氨逃逸;脱硝;SCR

邢台热电有限责任公司2*350MW超临界机组采用的脱硝还原剂液氨有效成份NH3。采用双反应器，反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间，脱硝装置采用3+1布置，即3层运行1层备运。烟气在锅炉省煤器出口处被平均分为两路，即每台锅炉配有2个反应器，烟气经过均流器后进入催化剂层，然后进入空预器、电除尘器、引风机和脱硫装置后，排入烟塔。在进入烟气催化剂前设有氨注入系统，烟气与氨气充分混合后进入催化剂层发生反应脱去NOx。脱硝SCR装置配有声波吹灰，以及18台蒸汽耙式吹灰器[2]。

二、防止氨逃逸升高的应对方法：

2.1保持催化剂活性

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，要及时在停机大小修时进行更換或进行清洗或安装备用层催化剂。

2.2保持催化剂的清洁

保持催化剂的清洁，保证催化剂的活度，消除烟气通过脱硝催化剂时遗留的粉尘，是降低氨逃逸的根本措施。运行中要采取合理的吹灰制度，保证声波吹灰和蒸汽吹灰的有效投入。

2.3控制好烟气温度

锅炉烟气温度NH3还原NOx的最佳反应温度在300～420℃，当烟气温度低于300℃时，NH3无法全部与NOx反应。因此应通过系统改造或尽量提高机组负荷，使烟气温度300℃以上。如长时间烟气温度达不到要求，应联系省调申请涨负荷。

2.4优化喷氨调节品质，提高喷氨格栅的均匀性

进行烟道喷氨格栅均布试验，做到在任何负荷下，喷氨格栅断面喷氨均匀，与烟气量匹配。提高喷氨格栅均匀性，利用网格法实时监控喷氨格栅的均匀性。应聘请有资质的试验所每半年在线调节一次喷氨格栅均匀性。请高水平的电研院做催化剂性能测试试验，做到在任何负荷下，催化剂后的NOx均匀。

2.5保证催化剂后的烟气NOx均匀

消除烟气流量不均造成氨逃逸的增大，定期测试脱硝反应器出口NOx浓度和剩余NH3浓度分布，及时调整AIG各支管喷氨流量，使烟气中NOx分布和喷入的NH3浓度相匹配，消除由于烟气流量不均造成氨逃逸的增大。

2.6优化自动调节方式

由于脱硝工程CEMS系统测量存在明显滞后，且反应器和催化剂也都是时间滞后环节。因此，如果存在由于出口NOx波动较大或者催化剂原因导致控制效果不能满足要求。可以从以下几点改善调节品质：（1）改变调节器参数（2）缩短NOx分析仪采样管线，以保证对烟气分析的快速响应。（3）采用能够更快速预测NOx变化的信号，例如燃料量、氧量。

三、燃烧调整及运行数据分析

3.1氧量调整

不同氧量对SCR反应器入口氮氧化物、出口氨逃逸有不同的影响，锅炉燃烧氧量增大时SCR反应器入口氮氧化物增加，氨逃逸也随之增加。不同负荷、氧量下SCR反应器入口氮氧化物。随着锅炉燃烧氧量的增大，在保证出口氮氧化物值相对稳定的前提下，SCR反应器入口氮氧化物相应增加，喷氨量增加，氨逃逸也随之增加的风险变大。在负荷发生变化，特别是降负荷过程中，燃料量短时间内下降，风量跟随调整滞后，炉膛氧量随之短暂升高，造成入口氮氧化物生成量突升，喷氨量也急剧升高，造成氨逃逸率升高。

所以在保证锅炉燃烧经济性的同时要尽量降低锅炉燃烧氧量。

3.2不同磨煤机组合方式对氨逃逸的影响

在其它条件相同的情况下，不同磨煤机组合方式对SCR反应器入口氮氧化物、SCR反应器出口氨逃逸有不同影响。运行下层磨煤机相当于延长了火焰长度，SCR反应器入口氮氧化物、SCR反应器出口氨逃逸随之降低。

在煤量不大于120t/h时，且负荷没有继续上升趋势时，尽量维持下层三台磨煤机运行;尽量少开启上层磨运行，上层磨煤机的运行极大增加了NOx的生成量。

3.3 NOx风量对氨逃逸的影响

合理使用NOx风，根据锅炉燃烧情况及时调整NOx风门。在其它工况相同的情况下，不同NOx开度情况下，烟气中的氮氧化物生成量不同。在相同负荷下不同NOx风量的脱硝统计表明，不同的NOx风量对脱硝入口NOx和脱硝出口NH3氨逃逸会有不同的影响。现场数据总结，将上、下层NOx风门开度调整至70%左右开度时，所需喷氨量相对较小，氨逃逸率最低，但是需要考虑炉膛燃烧情况，合理分配二次风用量，应当以具体工况安全基础上调整风门开度。

3.4脱硝效率对氨逃逸的影响

脱硝效率越高对应氨逃逸率明显升高，通过监控脱硝效率作为衡量标准，可保证氨逃逸率在可控范围区间，通过现场数据观察，脱硝效率和氨逃逸率成反比关系，当脱硝效率大于97%，氨逃逸率高于2.0，当脱硝效率高于98%，氨逃逸率将达到2.0-6.0之间，当脱硝效率大于99%，氨逃逸率将大于6.0。

四、总结与展望

通过现场实际调整检测，控制脱硝出口氮氧化物小时平均值不超过地方标准30mg/Nm3，瞬时值不超国家标准50mg/Nm3的前提下。得出以下结论：

调整发现，负荷调峰过程中，由于现场设备布置管线与自动控制逻辑优化存在调整滞后问题。负荷相对稳定工况，氧量低，烟气中NOx浓度小，脱硝效率高，氨逃逸率高;氧量高，烟气中NOx浓度小，氨逃逸率降低;NOx在负荷高时总量明显比低负荷时高出一个级别且烟气流速加快，在额定氨气量的情况下与NOx在催化剂表面不能充分反应，只能增大喷氨量来保保证出口NOx符合环保要求，从而造成负荷高时，氨逃逸率超标。从根本上分析，是由于入口NOx总量的升高，喷氨量的增大，造成氨逃逸率的升高。

参考文献

[1]于洪，刘慷.选择性催化还原烟气脱硝技术在玉环电厂4³1000MW机组上的应用[J].电力环境保护，2009，25（3）：1-3.

[2]邢台热电有限责任公司.运行规程下册.2018

[3]火电厂氮氧化物控制技术刘建民，薛建明，王小明，中国电力出版社