國內某電廠燃煤鍋爐SCR脫硝性能評價

何煥然

（廣東省工業技術成果轉化推廣中心 廣東廣州 510651）

引言

近年來，我國經濟保持快速增長趨勢，而用電量也隨之大幅攀升。燃煤發電依舊是我國發電量占比最高的產電方式。燃煤發電過程中產生大量的氮氧化物，氮氧化物是形成酸雨、光化學煙霧污染和城市灰霾天氣等一系列環境污染問題的重要因素，已引起了國際社會的關注[1-3]。在燃煤電廠中去除氮氧化物最主要的方法是選擇性催化還原法(SCR)[4]。但各個電廠的SCR運行情況均存在一定差異。因此，有必要對電廠SCR運行進行性能評價，為眾多SCR提供運行借鑒經驗。

本研究針對國內某一電廠的燃煤鍋爐，考察機組在不同負荷下的運行工況，主要考察了脫硝效率、氨逃逸率、氨氮摩爾比以及3組氨噴槍單獨運行時SCR出口NOx均勻度等參數。

1 實驗儀器

煙氣分析儀、煙氣預處理器、自動煙塵(氣)測試儀等。測點布置在脫硝裝置脫硝裝置入口和出口煙道，在預留的煙氣采樣孔中采用網格法布點進行測試。

2 試驗結果及分析

2.1 脫硝效率

在不同的負荷條件下，脫硝效率均能保持在80%左右，并沒有出現由于負荷的大幅度變化而導致的脫硝效率大幅度波動，出口NOx濃度均能保持在10mg/Nm3左右，表明SCR對負荷的變化不敏感。

圖1 SCR出口NOx濃度及脫硝效率

2.2 氨逃逸率

氨逃逸率隨著負荷的下降而下降。在100%負荷條件下，氨逃逸率最高，為 2.7ppm(標態，干基，15%O2，下同)，而從在線顯示值來看，SCR反應器的氨逃逸率較高，為4.6ppm，與實際測量值偏差較大。在75%和50%負荷條件下，均存在這種情況。說明在線數據并不可信，應定期對在線儀器進行校正。

圖2 SCR實測與在線氨逃逸率

2.3 氨氮摩爾比及氨水消耗量

機組負荷為100%時，氨氮摩爾比為0.9，表明SCR系統中氧化劑與還原劑反應比接近1∶1，即SCR系統中反應較為完全。而隨著負荷的降低，氨氮摩爾比出現了一定程度的下降，但也都保持在0.8以上。實驗結果表明，SCR系統中應盡量保持在設計工況，以保證物料沒有出現浪費以節省運行成本。

圖3 氨氮摩爾比和氨水耗量的變化曲線

2.4 各氨噴槍單獨運行時NOx均勻度

實驗結果顯示，在100%機組負荷條件下，只運行中心噴槍或B周向噴槍時，NOx和CV值都較高，分別為31.5 mg/Nm3、30.1 mg/Nm3以及13.5、18.0，表明此時SCR中流場分布變化較大，不利于控制SCR出口NOx平均濃度。A周向噴槍在3組氨噴槍中變現最好，但也在75%負荷時NOx的CV值也接近20%。不同負荷段下出口NOx均勻度沒有規律可循，主要因為SCR反應器內部煙氣流場變化較大。如果高負荷下要控制較低NOx排放濃度，建議3組周向噴槍同時啟用；中低負荷情況下，啟用其中A或B周向噴槍，以保證出口NOx平均濃度達到目標濃度。

圖4 各組氨噴槍單獨運行時SCR出口NOx濃度

圖5 各組氨噴槍單獨運行時SCR出口NOx均勻度

結語

（1）在不同的負荷條件下，SCR的脫硝效率均能保持在80%左右，SCR對負荷的變化不敏感。機組在100%負荷條件下氨逃逸率和氨氮摩爾比最高，分別為2.7ppm和0.9。在線與實測數據相差較大，應定期對其校正。。

（2）只運行A周向噴槍，NOx的均勻度相對較好。高負荷下要控制較低NOx排放濃度，建議3組周向噴槍同時啟用。

[1]楊冬,徐鴻.SCR煙氣脫硝技術及其在燃煤電廠的應用[J].電力環境保護,2007,23(1):49-51.

[2]趙毅,朱洪濤,安曉玲,等.燃煤電廠SCR煙氣脫硝技術的研究[J].電力環境保護,2009,25(1):7-10.

[3]陳彪,李輝,金東春,等.1000MW燃煤機組SCR煙氣脫硝系統優化調整試驗[J].電站系統工程,2012,28(5):30-32.

[4]沈峰.電廠煙氣脫硝技術[J].資源節約與環保,2016(08):190-191.