河源電廠SCR脫硝系統在低負荷工況下的運行與調整

董強強（深能合和電力（河源）有限公司，廣東 河源 517000）

河源電廠SCR脫硝系統在低負荷工況下的運行與調整

董強強
（深能合和電力（河源）有限公司，廣東 河源 517000）

河源電廠SCR煙氣脫硝系統自投運以來，出現了NOx濃度高、逃逸率超標、能耗增加等諸多問題。本文立足河源電廠2臺600MW機組脫硝系統的工藝及原理，分析了鍋爐煙氣NOx含量的影響因素以及低負荷運行調整對NOx含量的影響。

脫硝；低負荷；運行；調整

1　前言

氮氧化物是主要的大氣污染物之一，近年來新出臺的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）的執行對燃煤電廠氮氧化物的排放提出了更加嚴格的限值。選擇性催化還原（SCR）以其高效、可靠、結構簡單等優點成為燃煤電廠控制氮氧化物的必然選擇，是目前應用最為廣泛的脫硝技術。其原理是在釩基催化劑的作用下，以NH3作為還原劑，將煙氣中的NOx還原成N2和H2O，反應方程式如下，當煙氣中含有氧時，上式中的（1）反應優先進行。

河源電廠2臺鍋爐的SCR脫硝采用高塵布置，每臺鍋爐設AB側反應器，2+1層催化劑，設有聲波吹灰和蒸汽吹灰裝置。還原劑采用液氨，經蒸發槽加熱蒸發后氣化為壓力0.25Mpa的氨氣，再輸送至鍋爐脫硝反應區。在反應區，氨氣與稀釋風機所輸送的空氣在氨/空混合器內均勻混合后，通過噴氨格柵均勻噴射在煙氣流道中，在流經催化劑表面時發生還原反應，完成NOx的脫除過程。

2　低負荷工況下SCR運行存在的問題

河源電廠SCR煙氣脫硝系統目前投運3年有余，催化劑作為脫硝系統中最昂貴的耗材，其性能和使用壽命很大程度上受運行調整方式的影響。河源電廠2臺鍋爐的SCR脫硝裝置采用的催化劑是V2O5，當溫度超過約300℃時，氨的催化劑對脫硝才有顯著的影響。

河源電廠兩臺機同時運行時，在40%-50%負荷段運行時間較長，SCR系統各參數見表1。

表1　低負荷下SCR脫硝參數

從上述數據中可以看出：

（1）在負荷180-250 MW區間，SCR系統煙溫在288℃-314℃之間，而SCR系統運行最低溫度控制在295℃；低負荷運行導致煙溫偏低；

（2）在負荷180-250 MW區間，氨逃逸率高于3ppm，這是因為：①負荷越低SCR系統入口NOx濃度就越大，若維持脫硝效率則勢必要增加噴氨量，易導致逃逸率超限。②低負荷運行時，入口煙氣溫度低，催化劑反應效率也降低，導致逃逸率升高。

3　SCR系統在鍋爐低負荷運行中的調整策略

（1）在合適的煙溫條件下投入SCR系統：河源電廠催化劑運行最低溫度控制在295℃，低于295℃則煙氣中形成硫酸氫銨會阻塞催化劑的微孔，性能下降。不能長時間停留在低溫運行，否則催化劑活性失效并難以恢復，會大大縮短其使用壽命；

（2）針對不同問題采取不同手段控制氨逃逸率：①可依據不同負荷，適當調整AA風擺角。在主、再熱汽溫可控前提下，適當開大頂部風，降低爐膛出口溫度型NOx生成量。②低負荷時段，控制SCR出口NOx排放小于100ppm前提下，適當提高噴氨調節閥設定值。③鍋爐在低負荷時段，爐膛出口氧量偏大，及時調整氧量設定值，匹配氧量與負荷對應關系。綜合3種方法，氨逃逸率大多數情況可降至3ppm安全線以下；

（3）對出口NOx與脫硝效率的控制：河源電廠要求煙囪出口NOx控制在100mg/Nm3，運行中當脫硝效率穩定在80%以上，出口NOx濃度在40-60mg/Nm3，明顯優于控制指標。因此在保證環保指標要求的同時，可以適當提高出口NOx排放濃度，減少噴氨量；

（4）監視和控制SCR的反應器壓差：催化劑層間壓差超過最大值時，應進行吹掃，防止催化劑堵灰；

（5）鍋爐總風量的控制：鍋爐總風量的增加，會引起：①燃燒區域NOx的生成幾率，使脫硝入口的NOx濃度增加；②加快了SCR反應區的煙氣流速，縮短了煙氣與催化劑的接觸時間，不利于反應氣體在催化劑的作用下相互反應。所以在保證氧量的前提下，應適當的減小鍋爐總風量；

（6）過量空氣系數的控制：過高的煙氣含氧量導致SCR進口NOx含量偏高，因此在運行中可參照風量、脫硝率等參數調節省煤器出口煙氣含氧量；

（7）制粉系統啟停過程中SCR的調整: 制粉系統啟停過程中應嚴密監視NOx的濃度變化，防止因制粉系統的啟停造成NOx的超標。在上層制粉系統投運過程中，開啟磨煤機的冷風調門，會致使上層無燃料區域風量增加，SCR進口NOx含量將下降；相反，最下層制粉系統啟動時，開啟磨煤機的冷風調門，SCR進口NOx含量將上升。因此在制粉系統投運過程中要給予關注。

4　結論

通過對SCR脫硝在低負荷工況下運行參數的分析，總結出一套運行中的控制方式，低負荷下可以通過控制鍋爐總風量、合理的過量空氣系數、二次配風的方式以及制粉系統的組合運行方式等調節手段，有效的控制SCR出口的NOx的濃度并提高機組運行的經濟性。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.002