SNCR系統氨水對鍋爐工況影響的分析和技改

（新疆克拉瑪依新科澳石油天然氣技術股份公司，新疆克拉瑪依市，834000）宋毅云 唐盼天 張軍 李民

氮氧化物（NOx）是造成大氣污染的主要污染源之一，我國環保政策要求，燃煤鍋爐應嚴格控制NOx的排放。控制NOx排放的技術指標可分為一次措施和二次措施兩類，一次措施是通過各種技術手段降低燃燒過程中的NOx生成量；二次措施是將已經生成的NOx通過技術手段從煙氣中脫除。

我廠有兩臺UG-150/9.8-M9的150T/h的循環流化床燃煤鍋爐，為降低NOx的生成量，一次措施是燃燒過程中調整一二次風量，控制NOx，但作用有限。主要是通過二次措施采用SNCR選擇性非催化還原法煙氣自動脫硝系統，在燃燒工況正常的分解爐出口噴入還原劑（氨水），將爐內燃燒生成煙氣中的NOx還原為N2和H2O，從而降低NOx排放。下面對SNCR工藝流程作一簡單介紹。

1 SNCR脫銷系統

1.1 SNCR脫銷系統簡介

我廠的脫銷系統（SNCR）系統采用的是20~25%氨水為還原劑，經過加壓霧化，并在線經除鹽水稀釋后在鍋爐合適的區域，定量噴入鍋爐高溫區發生還原反應，生成完全潔凈的氮氣和水。

1.2 SNCR系統工藝設備簡介

專用槽罐車送來20%左右的氨水，用自帶快速接口的軟管經接至氨水卸載泵進口，泵的進、出口閥都有手動閥。開啟泵出口閥，啟動卸載泵就可以向兩個30m2立式氨水罐補液。氨水輸送系統和除鹽水輸送系統在氨站房內，各設有2臺氨水（除鹽水）輸送泵，從氨水儲罐（除鹽水箱）底部抽取氨水（除鹽水），加壓后，經流量調節閥和流量計計量后，通過靜態混合器混合稀釋送至25m平臺SNCR分配模塊的穩壓器，再分配給6根噴槍。廠用壓縮空氣經減壓閥減壓后分為霧化空氣和冷卻空氣分別送至每根噴槍。氨水和霧化風走中間，通過噴頭處的霧化噴嘴霧化氨水并噴入水平煙道，冷卻風走外層，冷卻噴槍和噴頭。廠用壓縮空氣經調壓閥穩壓為0.35—0.45MPa。

2 氨水流量對爐溫和煙風道積灰量的影響

2.1 氨水流量對鍋爐工況的整體影響

20%左右濃度的氨水與除鹽水混合噴入爐膛，與煙氣反應生成氮和水，降低氮氧化物濃度到國家排放指標要求內。由于噴入的氨水是常溫，如果氨水和水混合后噴入量調整不好，一是會減弱脫硝效果，造成環保數據超標。二是會降低爐溫，影響鍋爐正常燃燒，增加燃煤消耗。

2.2 氨水流量過量的影響

多數情況運行人員會加入的過量的氨水保證環保數據不超標，結果是沒有完全反應的水和反應生成的水變成水蒸汽與煙氣飛灰混合流向后部煙道，含水蒸汽的飛灰自重變大，會逐漸沉落、板結，減少了水平煙道有效流通面積，加大了檢修清灰工作量；或附著于垂直煙道壁上，積累多時會坍塌堵塞煙風道，給正常安全運行帶來巨大隱患，也會給日后停爐檢修清灰造成很大的困難。我廠一臺爐就發生過幾次因脫硫段前尾部煙道煙灰踏落事故，最嚴重一次使煙風道被堵引起鍋爐大聯鎖動作而停爐的事故。

2.3 煙灰踏落事故原因分析

我們對垂直煙道幾次煙灰坍塌的事故進行分析,認為主要原因是氨水調節閥無法控制，流量顯示時有時無，運行人員為保證環保數據不超標，人為增加氨水用量造成積分潮濕板結，累積到一定量就會坍塌。我們對現場閥門進行了檢查分析，原裝的調節閥閥門的通徑是DN25，調節閥的0～100%開度對應閥門量程為0～16mm，閥門通徑偏大。在實際操作中，氨水調節閥的開度通常在7%以下調整操作，調整量很小，電動調節閥為普通的調節閥，信號死區在3%左右。而給定信號開度經常在2%以下，閥門基本不會動作。如果調節開度信號給的過大，閥門可以操作，但閥門動作量程也會偏大使氨水給入量過大，就會影響爐溫，煙灰變重沉落。運行人員在沒有辦法的情況下，只能是關小調節閥前的手動球閥來配合電動閥門調整流量，這肯定不能滿足工藝運行的調整要求。而且調節閥后的使用的電磁流量計也因為流量過小而無法顯示，氨水加入量的調整全憑經驗。

3 解決方案

3.1 調節閥及閥門的技改

通過以上的對比分析，我們決定對其進行技改。一開始的方案是減小氨水管線管徑，從DN25的改為DN15的，把閥門也改為DN15的，再更換一臺調節精度高的電動調節閥，電磁流量計也改為DN15的小流量計。我們為此和專業做調節閥發廠家進行溝通，并來現場進行測量計算。原閥體通徑量程為0～16mm，而我們正常使用的通徑范圍在0～2mm內，這樣的調節范圍實在太小，大部分調節閥都無法完成這么小的精度調節，否則成本會非常昂貴。經過測量和協商決定，特制兩臺DN25的閥門，把閥體的通徑量程改為0～5mm，來對應調節閥0～100%開度，這樣就使得0～2mm的使用范圍對應的開度在0～40%，調整精度大大的提高，調整范圍也就有了保證。調節閥和閥門都需要由專業廠家特別定制。

3.2 流量計功能的處理

修正電磁流量計的小流量切除功能，使流量計在0～10T/h以下的量程也能顯示，監控使用的流量。

4 結語

經過改造后的調節閥，安裝調試后效果很好。調節閥的正常開度在20%到50%，對應閥門開度在1～3mm，大大提高了調節精度，方便了運行人員操作，氨水流量得到了有效控制調節。點爐投運一段時間后，對比前后數據發現，鍋爐環保數據的指標得到了有效控制，氨水使用量還減少了20%以上，也沒有再出現積灰坍塌現象，保證了鍋爐安全高效運行。