提高SCR系統脫硝效率及投運率的措施

王登香

（大唐淮南洛河發電廠，安徽 淮南 232008）

提高SCR系統脫硝效率及投運率的措施

王登香

（大唐淮南洛河發電廠，安徽 淮南 232008）

介紹了某電廠SCR系統的運行情況，分析了造成其脫硝效率和投運率低的原因，并從優化燃燒控制、加強運行調整、合理使用燃燒器擺角等方面采取了針對性的措施，提高了SCR系統的脫硝效率和投運率。

煙氣脫硝；選擇性催化還原；投運率

0 引言

為了降低煙氣污染物的排放量，同時保護環境和改善電廠及其周邊地區的空氣質量，某電廠對3期工程2×630 MW超臨界燃煤發電機組實施了煙氣脫硝改造。脫硝系統采用SCR(selective catalytic reduction，選擇性催化還原)技術，即以尿素作為還原劑，經熱解、升溫和霧化后，煙氣中的NOx在催化劑作用下，生成無污染的氣體后排放到大氣中。脫硝裝置的設計煙氣處理能力以鍋爐BMCR(boiler maximum continuous rating，鍋爐最大連續蒸發量)工況時的100 %煙氣量為參考，脫硝效率不得小于82 %，NOx排放濃度不得超過100 mg/Nm3，氨的逃逸率不得大于3 ppm。

1 脫硝系統運行情況

5，6號爐脫硝系統分別于2012年6月和2011年12月投入運行，在運行過程中各項指標基本正常，但在夜間因機組負荷低，煙氣溫度達不到催化劑的使用溫度，造成脫硝系統頻繁解列，增大了煙氣中NOx的排放濃度。在冬季環境溫度較低時，由于脫硝系統解列后，尿素噴槍流通處的殘余水結冰或尿素溶液結晶，造成脫硝系統不能及時投運，導致脫硝投運率和脫硝效率較低。

該地區脫硝電價補償從2013年1月開始執行，但因3期2臺機組脫硝系統的投運率及效率達不到要求，未能充分享受脫硝電價補償。根據脫硝電量的計算方法，只有脫硝SCR反應器出口濃度應小于100 mg/Nm3、脫銷效率大于70 %且綜合效率達70 %時，機組的發電量才計入脫硝電價，才能正常享受脫硝電價補償。

結合該廠鍋爐的實際情況，經過認真分析，發現了造成SCR系統脫硝效率和投運率低的主要因素有如下幾點。

(1) 運行調整不合理。在機組運行過程中，不能及時根據燃料品質的變化調整鍋爐總風量，導致脫硝SCR進口NOx含量變化過大，造成出口NOx濃度超限。

(2) 脫硝系統自動跟蹤緩慢。在機組負荷變化時，脫硝系統尿素噴槍自動跟蹤速度緩慢，氨氣進氣量不夠，造成SCR出口NOx濃度超限。

(3) 燃燒器擺角幅度偏小。在機組負荷低時，四角切圓燃燒鍋爐可利用燃燒器上擺，提高鍋爐火焰中心高度，以提高煙氣溫度和再熱汽溫。但若燃燒器擺角幅度偏小，則可能導致煙氣溫度和再熱汽溫偏低，甚至導致脫硝系統解列。

(4) 吹灰頻率和方式不合理。燃煤鍋爐燃燒后產生的飛灰部分存積在受熱面上，若一次性爐本體吹灰完全，雖然能短時提高蒸汽參數，但也造成夜間低負荷時煙溫降低，造成脫硝系統解列的后果。

(5) 機組負荷的影響。該廠3期2臺機組夜間負荷較低，運行磨煤機臺數較少，火焰中心溫度降低，造成煙溫和再熱汽溫達不到設計值，導致SCR脫硝效率低。

(6) 脫硝系統解列后尿素噴槍堵塞或結冰。冬季脫硝系統解列后自動進行水沖洗，但由于水壓過低不能徹底將噴槍內殘留的尿素溶液沖洗干凈，或水留存在噴槍內結冰，導致脫硝系統在滿足投運條件時不能及時投運。

(7) 脫硝系統的CEMS(continuous emission monitoring system，煙氣在線監控系統)吹掃時間不合理。脫硝系統的CEMS測量裝置需定時吹掃，以防止煙氣中的灰塵堵塞測量元件，影響數據的準確性；但CEMS測量裝置吹掃時間與調度脫硝參數的打點時間重合，造成CEMS吹掃時數據不合格，影響脫硝電量的計算。

2 采取的措施

2.1 優化燃燒控制

對燃燒過程進行分級控制，在富燃料區使主燃燒區保持在適當的缺氧狀態。在燃燒的末級階段，用SOFA(separated over fire air，分隔燃燼風)對未完全燃燒的煤粉進行氧氣補充，使其進行再燃燒，以降低爐內中心溫度，減少NOx的產生。根據此控制方法，脫硝反應器的入口NOx濃度由原來設計的440 mg/Nm3左右降至330 mg/Nm3左右，為脫硝反應器的出口NOx濃度降到100 mg/Nm3以下提供了有利條件，并且減少了噴氨量，降低了運行成本。

2.2 加強運行調整

根據機組負荷和燃料品質的變化，提前手動干預尿素噴槍的噴氣量，確保SCR出口NOx濃度在100 mg/Nm3以下。

2.3 合理使用燃燒器擺角

當機組負荷較高時，將燃燒器下擺，以降低煙氣溫度，減少再熱器減溫水的使用量，提高機組的經濟性。當機組負荷較低時，將燃燒器上擺，提高再熱汽溫和煙氣溫度，避免脫硝系統解列。

2.4 改變鍋爐本體吹灰方式和頻率

鍋爐本體原每隔1天進行本體全面吹灰1次，吹灰后蒸汽參數可顯著提高，但再熱器減溫水的使用量明顯增加，實際上并未真正提高機組的綜合效率；同時，在機組負荷降低時，易導致脫硝系統解列。當第2天不吹灰時，再熱汽溫明顯降低。通過按單、雙號吹灰器每天進行吹灰的方式，保證了再熱汽溫，減少了再熱器減溫水的使用量，提高了機組的綜合效率，也避免了脫硝系統在機組低負荷時因煙溫低而解列的風險。

2.5 在熱解爐噴槍處加蓋板房和提高沖洗水壓

冬季脫硝系統解列后，由于尿素噴槍水壓過低，噴槍內的殘留物易結冰或結晶。通過加大水壓和加蓋板房，可使尿素噴槍被沖洗干凈，同時避免噴槍內殘留物結冰或結晶，確保脫硝系統在具備投運條件時能及時投運，提高脫硝系統的投運率。

2.6 合理變更脫硝系統的CEMS測量裝置吹掃時間

修改CEMS測量裝置吹掃時間，避開整點調度打點時間，既保證了CEMS裝置正常測量，也保證了調度打點數據合格，提高了脫硝合格率。

2.7 合理利用國家政策

當電網負荷需求下降時，應及時轉移負荷，確保1臺爐脫硝系統能正常運行，以享受脫硝電量補貼。可將停運脫硝系統的另1臺機組負荷降至50 %以下，從而提高脫硝系統的投運率。

3 結束語

通過采取低氮燃燒技術，加強運行調整，改變鍋爐本體吹灰方式和頻率等措施，并且在運行人員精心調整下，該廠3期的脫硝電量補貼從低于80 %提高到96 %～99 %。這樣，不僅降低了NOx的排放量，也獲得了突出的經濟效益，每年多爭取脫硝電價補貼1 000萬元以上。

2014-01-15

王登香(1974-)，男，工程師，主要從事火電廠運行管理工作，email：wangdengxiang3685@163.com。