淺析鍋爐運(yùn)行中氨逃逸率偏高的調(diào)整及預(yù)防

王戩

（福建省鴻山熱電有限責(zé)任公司，福建 石獅 362712）

1 氨逃逸率偏高的危害

在鍋爐的正常負(fù)荷范圍內(nèi)，通常氨逃逸率保證值小于3ppm，若氨逃逸率較高，噴氨量大，就會(huì)增加運(yùn)行成本，同時(shí)也會(huì)造成空預(yù)器堵灰等問(wèn)題，因?yàn)镹H3會(huì)與煙氣中的SO2發(fā)生副反應(yīng)生成硫酸銨黏稠的硫酸氫氨，附著在催化劑表面上，使其失去活性和堵塞，亦會(huì)導(dǎo)致空氣預(yù)熱器阻塞。在我廠的實(shí)際運(yùn)行中，1#爐也多次發(fā)生空預(yù)器積灰而造成一次風(fēng)機(jī)失速的情況。副反應(yīng)化學(xué)式如下：

2 盡量降低脫硝效率

隨著國(guó)家超低排放的要求，脫硝效率提高，氨逃逸率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，因?yàn)槊撓跣侍岣吆螅瑖姲绷肯鄳?yīng)的增大，NH3/NOx摩爾比越大，NH3濃度相對(duì)越高，NOx濃度相對(duì)越低，脫硝效率越高，但NH3/NOx摩爾比不可過(guò)大，否則NH3逃逸率上升，所以在運(yùn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)盡量降低脫硝效率，一來(lái)可以降低SCR系統(tǒng)的運(yùn)行成本，二來(lái)可以降低氨逃逸率，從而降低了氨逃逸對(duì)空預(yù)器的影響及危害。脫硝效率與NH3/NOx摩爾比的關(guān)系如圖1。

3 合理的SCR入口NOx質(zhì)量濃度

圖1

影響燃煤電站鍋爐煙氣中的NOx含量的多少，有燃料種類的影響，有運(yùn)行條件的影響，也有鍋爐負(fù)荷的影響。在運(yùn)行調(diào)整中，為保證NOx的超低排放，就必須保證足夠高的脫硝效率，隨著SCR入口NOx質(zhì)量濃度增大，噴氨量增加，氨逃逸率隨之升高。降低NOX生成的配風(fēng)調(diào)整手段，一是降低中心風(fēng)管內(nèi)風(fēng)量，減少一次風(fēng)根部的氧量供給，使單只燃燒器著火區(qū)處于還原性氣氛。同時(shí)注意觀測(cè)燃燒器噴口內(nèi)的結(jié)焦情況，防止燒損。二是增加OFA風(fēng)量，降低主燃燒器區(qū)域的氧量。降低一次風(fēng)率能極大地降低NOX的排放，同時(shí)也增加了燃燒器二次風(fēng)的動(dòng)量，有利于SCR入口NOx質(zhì)量濃度的調(diào)整。

4 低過(guò)剩空氣燃燒

通常，增大機(jī)組負(fù)荷率，增加給煤量，煙氣溫度隨之升高，揮發(fā)分N生成NOx隨之增加，噴氨量亦增大，氨逃逸率隨之升高。當(dāng)空氣不分級(jí)時(shí)，降低過(guò)量空氣系數(shù)，在一定程度上可以限制反應(yīng)區(qū)內(nèi)O2的濃度，因而對(duì)NOx的生成有明顯的控制作用，這種方法可使NOx生成量降低15%～20%。當(dāng)空氣分級(jí)時(shí)，可以降低NOx的排放濃度，隨著一次風(fēng)量減少，二次風(fēng)量增加，N被氧化的速度大大降低。另外，低過(guò)剩空氣有利于還原N2的生成，因?yàn)槿毖鯒l件下焦炭和CO能對(duì)NO進(jìn)行還原。因此，低過(guò)剩空氣燃燒，對(duì)SCR入口NOx濃度的降低有著非常明顯的作用，從而可以有效降低氨逃逸率。

5 及時(shí)更換催化劑或進(jìn)行催化劑再生

催化劑是SCR系統(tǒng)中的核心設(shè)備，其在使用過(guò)程中隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，催化劑的活性逐漸降低，NOx的催化還原效果變差，為滿足排放要求，保證環(huán)保參數(shù)合格，運(yùn)行人員不得不大量噴入NH3，從而造成氨逃逸率的增加。催化劑的使用壽命一般為3～5年，所以當(dāng)催化劑接近額定壽命后期或催化劑活性變差時(shí)，要及時(shí)在停機(jī)大小修時(shí)進(jìn)行更換，在保證逃逸率合格的同時(shí)，也能使NOx排放符合國(guó)家要求。另外催化劑層數(shù)少了，要增加至設(shè)計(jì)值。我廠催化劑層現(xiàn)已有投產(chǎn)，初期原一層增加至三層（2012年和2017年分別增加一層），而2014年年初和2015年年初分別進(jìn)行了催化劑再生，2014年再生后的催化劑層運(yùn)行到3年時(shí)，已接近催化劑的壽命周期。

6 確保SCR系統(tǒng)聲波吹灰器運(yùn)行正常

燃煤機(jī)組的煙氣中飛灰含量較高，會(huì)遮蓋催化劑活性表面及形成堵塞氣流通道的顆粒，從而造成SCR系統(tǒng)催化劑失活。我廠的SCR系統(tǒng)采用聲波吹灰器，聲波吹灰器對(duì)吹催化劑無(wú)損害，可使飛灰在催化劑上無(wú)法沉積。在SCR系統(tǒng)運(yùn)行中，聲波吹灰器的正常工作，是保證SCR系統(tǒng)催化劑活性的重要手段，所以我們要重視SCR聲波吹灰器的正常運(yùn)行，加強(qiáng)SCR聲波吹灰器的巡視檢查，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)聯(lián)系檢修處理，以避免SCR催化劑失效，防止為保證環(huán)保合格而大量噴NH3，造成氨逃逸率的增加。

通過(guò)以上的調(diào)整和預(yù)防，集控C值人員在調(diào)整2#爐氨逃逸率方面也取得了一定的效果，在保證NOx排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下，2#機(jī)啟機(jī)后，兩側(cè)的氨逃逸率由原來(lái)的18ppm左右，控制在6ppm報(bào)警值以下，噴氨量也有所降低，在同樣煤種的額定負(fù)荷下，噴氨量大約減少了10～20kg/h，為公司減少了一定的運(yùn)行成本。