煙氣脫硝工程中SCR反應器的質量控制

黃佩琴(中國石化上海高橋石油化工有限公司)

質量與品牌

煙氣脫硝工程中SCR反應器的質量控制

黃佩琴(中國石化上海高橋石油化工有限公司)

SCR反應器是煙氣脫硝系統的核心設備，除催化劑影響外，SCR反應器是SCR系統性能的決定因素。其過程質量控制顯得特別重要,針對結構特點，從工廠預制和現場安裝兩個方面明確了質量控制要點，進而保障施工質量。

SCR反應器;煙氣脫硝;質量控制

0 引言

近些年，大型國企對環境的保護愈發重視，煙氣脫硝裝置繼脫硫裝置后成為了中石化自備電廠的不可或缺的組成部分。在眾多的脫硝技術中， SCR(選擇性催化還原)法是最成功的脫硝技術之一，目前已成為國內外電站廣泛采用的主流脫硝技術。作為SCR系統的核心設備，SCR反應器的過程質量控制顯得特別重要。本文將結合目前燃煤鍋爐超低排放改造工程對SCR反應器的質量控制進行探討。

1 SCR反應器簡介

1.1 SCR反應器工藝簡介

作為煙氣脫硝系統的核心設備，SCR反應器的主要功能是保證煙氣均勻流動與通暢，通過承載催化劑，提供空間以保障順利實現脫硝反應。除催化劑影響外，SCR反應器是SCR系統性能的決定因素。

1.2 SCR反應器結構簡介

SCR反應器在結構上采用固定床形式,模塊化放置催化劑。SCR反應器結構示意圖如圖1-1所示，通常由外殼、進出口煙道、催化劑模塊、支撐結構等組成。反應器本體為全鋼焊接結構，采用整體支撐(或懸吊)方式。殼體由起到加強作用的Q235型鋼和Q345B鋼板組成，反應器的荷載通過它的兩側承重墻均勻地分布，向下傳遞。利用反應器底座的彈性支座傳遞到SCR鋼構架的Q235支撐梁上。該反應器催化劑按“2＋1”模式布置，初裝兩層，一層備用，催化劑的型式為蜂窩式催化劑。反應器進口煙道處設置了優化流場及降低煙氣阻力的導流板。器內采用了各種不易積灰的型式加強板及支架，設置了催化劑安裝門和檢修人孔門。

2 SCR反應器施工

2.1 SCR反應器工廠制造

反應器本體采用整體支撐方式。反應器鋼結構宜在工廠分段加工，現場拼接。如有條件應盡可能在工廠預制，保證焊縫質量并做相應檢測，制作運輸支撐工裝。

反應器外殼板材鋼板主要承擔圍擋作用，承載作用可以忽略，壁厚只需要滿足設計文件及《火力發電廠煙風煤粉管道設計技術規程》即可，驗收參照圖紙及技術協議的要求即可。反應器結構型鋼按照GB/T 11263要求驗收。

圖1-1 SCR反應器結構示意圖

下料前應檢查實物標識是否與質保書一致，材質、規格、外觀質量是否滿足圖紙與技術文件要求。特別應注意檢查鋼材是否變形，變形矯正不應留下超標的損傷。

坡口加工一定要按圖紙及焊接工藝執行，如坡口有缺陷，必須清除。

反應器的焊接及檢測應滿足設計文件和GB 50205-2012要求。反應器內與承重梁及支撐柱對接焊縫質量等級為一級，進行100%射線探傷，II及合格；當射線檢測不能實現時采用超聲波檢測，II及合格；反應器壁板縱橫焊縫做煤油滲透檢測，無滲透為合格。

反應器有效高度檢查，反應器有效高度是根據催化劑模塊高度、模塊層數、層間凈高、吹灰裝置、煙氣整流格珊、催化劑備用層高度等因素綜合考慮確定的，只有保證有效高度，才能保證最佳的脫硝效率。

反應器入口導流板長度、板夾角及間距檢查，確保煙氣的流場均勻分布。反應器出口應設收縮段，其傾斜角度能避免該處積灰。

反應器中段殼體截面尺寸檢查，以確保催化劑的順利安裝、NOX/NH3混合效果、煙氣速度均勻分布等。

反應器殼體與加強型鋼連接結構檢查，避免不合理的剛性連接結構產生巨大的溫差應力。重點檢查承擔反應器及附屬設備自重、煙氣壓力等各種載荷的型鋼加強筋。

反應器內部支撐梁檢查，由于內部支撐梁承載著質量較大的催化劑模塊，其質量需要重點關注。內支撐梁加工成型后應平臺上進行翹曲變形檢查。

反應器柱系檢查，反應器的柱系支撐著整個反應器的結構，是重點檢查的部件，其中立柱支撐點的焊接需要重點關注，避免局部應力過大及應力不連續現象的產生。設置在催化劑上方的整流裝置，保證煙氣流場滿足催化劑入口要求。

在反應器側壁設置催化劑安裝門和檢修人孔門。

反應器內催化劑的支架可兼作催化劑安裝時的滑行導軌，也可采用專用小車或其他方式裝填或更換催化劑。

反應器本體外周設平臺作為人行通道，平臺宜采用格柵形式，平臺根據需要考慮裝填或更換催化劑時荷載。

2.2 SCR反應器現場安裝

反應器吊裝前首先應對部件進行檢查，核實是否存在折彎、變形、漏焊及油漆脫落等問題。所有問題應在吊裝前處理完畢。

反應器墻板拼裝時應按照廠家拼裝示意圖執行，拼裝時應首先確定平臺拼裝定位基準線，保證主要外形尺寸、對角線尺寸、平直度等符合圖紙要求，合理安排施焊順序，預防變形。

反應器結構單元依次安裝過程中要嚴格控制偏差，保證累積偏差不超標。

支撐梁檢查：標高±3mm允差，中心線位置對角線檢查±10mm允差，水平度不超過3mm允差，各層支撐梁垂直間距±2mm允差，水平間距±5mm允差。

軌道安裝檢查：標高±3mm允差，位置不超過3mm允差。

針對催化劑的安裝檢查：模塊之間的底部密封和模塊與支撐之間、模塊之間頂部的密封和模塊與器壁應進行密封光線檢查。頂部密封板坡度不小于45°，以防積灰。高度允差10mm以內，水平允差15mm以內。

催化劑的安裝應保證煙氣不出現跑漏現象，即繞開催化劑，直接由出口煙道排出。

3 結語

根據SCR反應器結構特點，提出相應的質量控制要點對工廠預制和現場安裝過程進行監督檢查，將有力的保障施工質量，為脫硝反應的順利進行創造條件，保障整個煙氣脫硝工程達到既定目標。

[1]HJ562-2010,火電廠煙氣脫硝工程技術規范選擇性催化還原法[S].

[2]馮立波.燃煤電廠SCR反應器設計優化探討[J].電力科技與環保,2016(2):12-14.

[3]孫克勤,鐘秦,徐延忠.大型高溫選擇性還原反應器的結構設計[J].動力工程學報,2007,27(3):432-437.

[4]何佳陽.大中型機組脫硝SCR反應器布置方案的選擇[J].科技風,2013(18):43-43.

[5]軒轅詩威,周成立.哈鍋SCR反應器鋼結構設計簡介[C]//中國鋼結構協會鍋爐鋼結構分會論文集,2009.

黃佩琴，中國石化上海高橋石油化工有限公司。