燃煤电厂脱硫脱硝，燃煤电厂scr脱硝工艺的设计

【能量人关注，点击右上角添加“关注”】

北极星大气网新闻： 摘要：以某300MW电厂脱硝设备运行为例，分析电厂运行过程中精馏器、注氨网络、催化剂、空气预热器等设备的脱硝问题及堵塞原因。并建议优化大型滤灰器结构及布局、实行蒸汽吹灰器定时运行、调整声波吹灰器运行频率、选择性催化还原（SCR）脱硝全层优化。及时清洗SCR，以提高脱硝效率。脱硝设备运行安全稳定，正确定位设备、钢梁、偏转板，确保催化剂流路顺畅。也进行了相应的优化和改进措施，例如更换灰尘催化剂。本书将帮助您预防、管理和处理燃煤电厂SCR 脱硝设备中的积灰问题。

介绍

我国的能源结构决定了我们的电力供应将长期以煤炭为主。无烟煤在中国有着良好的记录，约占所有煤炭的15%，主要适用于W型火焰锅炉，因为它的挥发分含量低且难以点燃。选择性催化还原（SCR）脱硝技术因其技术成熟、脱硝效率高而广泛应用于大型燃煤电厂。很多SCR脱硝设备的灰布置较高，在长期运行过程中往往很难避免脱硝设备及下游空气预热器出现积灰和堵塞问题。特别是W型火焰锅炉，具有炉内温度高、火焰行程长、燃烧剧烈、省煤器出口废气流路分布不均匀等燃烧特点，造成相关烟道堵塞等问题。设备。特别严重。本文以某电厂300MW脱硝设备运行为例，对SCR脱硝设备及下游空气预热器积尘、堵塞问题及对策进行了分析总结。

1 电厂SCR脱硝设备概述

西南电厂300MW机组采用自然循环锅炉，燃烧器置于下炉膛前后拱内，采用W形火焰燃烧方式。 SCR脱硝工艺，板式催化剂，采用液氨作为吸收剂，反应区主要由进出口烟道、导流板、均流装置、喷氨格栅、催化剂、吹灰装置组成。脱硝设备设计煤质及灰分成分分析见表1，脱硝设备设计参数见表2。

从表1可以看出，脱硝设备煤灰含量设计值为38%，飞灰质量浓度为45 g/m3，废气中灰分含量较高，因此有灰烬飞散的风险。堆积和堵塞。

从表2可以看出，设计入口NOx质量浓度为1100mg/m3，出口NOx质量浓度小于200mg/m3，意味着NOx脱除量大，液氨消耗量大。考虑到W型火焰锅炉的燃烧特性，进口烟道流场均匀性较差，存在局部过量氨泄漏的风险。此外，脱硝设备设计废气温度为380，低负荷运行时，运行废气温度与设计值偏差较大，导致反应器故障，增加氨泄漏风险。并加剧灰烬堆积和堵塞的问题。

表1 脱硝设备设计煤质及灰分成分分析

表2 脱硝设备设计参数

2SCR脱硝设备及空气预热器堵塞问题

停炉期间，发现脱硝设备堵塞问题主要发生在反应区导流板、精馏层、喷氨格栅、催化剂、空气预热器等相关设备。

2.1导流板、整流层积尘、堵塞问题

挡板和矫直床是反硝化系统中重要的气流分配装置，平衡整个反应器的流场。如图1所示，脱硝设备进口导流板积尘较重，水平烟道可见不同程度积尘，从防尘网可见矫直层积尘。延伸至烟道顶部。当整流器因粉尘堆积而堵塞时，脱硝系统流场发生变化并偏离设计参数，严重影响脱硝设备的正常运行。

2.2 氨喷淋格栅的积尘和堵塞问题

氨喷淋格栅安装在反应器入口垂直烟道区，氨气从喷嘴喷入烟道，与上游废气夹带充分混合。在垂直烟道顶部向下穿过整流栅，进入催化剂床层进行催化还原反应。如图2所示，氨喷雾烧烤炉的许多喷嘴都积有灰尘，有的喷嘴完全被灰尘的堆积所覆盖，使得氨喷雾局部不均匀，氨逃逸增加。由于无法稳定控制脱硝设备出口排放浓度，存在排放超标的风险。

图1 导流板、整流层杂物堆积、堵塞问题

图2 氨喷雾格栅的积尘和堵塞问题

2.3 催化剂粉尘堆积问题

催化剂是整个SCR脱硝设备的核心，其性能直接影响整体脱硝效果。如图3所示，第一层和第二层催化剂表面存在积灰和堵塞问题，反应器周围形成局部灰堆，造成催化剂磨损，也存在问题。分析结果，第一层催化剂在锅炉侧后壁面附近被堵塞后，SCR区域废气流场发生变化，废气逐渐流向未堵塞的反应器侧，废气流向锅炉侧前壁，附近被烟气遮挡，后壁被烟气遮挡，形成风量下降、粉尘堵塞加剧的恶性循环。第一层催化剂堵塞后，第二层催化剂表面的废气在锅炉两侧和前壁附近显得流动较强，但靠近后壁的流动较小。经过第一层催化剂的飞灰流向第二层。下部流道区域容易发生沉降，流道面积逐渐减小。由于引风机的作用，废气流量比第一层速度快，扩散范围广，第二层催化剂核心发生堵塞、磨损和夹带。

2.4 空气预热器堵塞问题

空气预热器的低温部分会受到一定程度的氨盐堵塞，灰烬会附着在换热元件的表面，产生刺鼻的气味。如图4所示，集散控制系统（DCS）的运行参数显示，空气预热器的阻力明显增大。初始系统阻力为1400Pa，但运行一段时间后，阻力增加至1850Pa。这不仅增加了引风机的功耗，而且增加了运行成本，不利于设备的安全稳定运行，并且存在非计划停运的风险。

图3 催化剂粉尘堆积及堵塞问题

图4 空气预热器系统阻力运行前后对比

3SCR脱硝设备堵塞问题原因分析

3.1 大粒灰的影响

国内大部分SCR脱硝设备粉尘布置较多，大粉煤灰颗粒堵塞是威胁脱硝设备安全稳定运行的重要因素。催化剂的螺距有限制。来自SCR反应器上游的大颗粒飞灰或片状飞灰通常大于催化剂的孔隙，无法顺利通过催化剂。随着时间的推移，灰烬会形成。位于催化剂的表面。

3.2 废气灰分含量的影响

废气中的灰分含量是选择催化剂类型和沥青的重要标准。如图5所示，设备设计煤灰含量为38%，但电厂正常运行时实际煤灰含量超过40%，平均煤灰含量超过46%。超过时是几个月。这高于设计值，超出了催化剂通道的灰处理能力，增加了催化剂堵塞的风险。另外，废气中碱金属氧化物（K2O、Na2O等）含量高，废气的附着力就强，更容易粘附在烟道和反应器设备上。图6为粉煤灰的取样分析，从图6的分析结果来看，实际粉煤灰中Na2O和K2O的质量分数普遍高于设计值，且粉煤灰的粘性较强，这导致要做。而且碱金属离子很容易引起催化剂中毒，影响催化剂活性。

图5 入炉煤品质统计

图6 飞灰取样分析

3.3 烟道流场不均匀的影响

对于W型锅炉来说，脱硝进口段排烟流场不均匀性比较严重，与原设计条件不符，且局部流量和烟道温度过低，导致减少灰分含量。要做的。同时，为确保达标排放，氨喷洒量增加，喷氨不均匀性加大，局部氨径流增加，氨问题恶化。灰尘堆积和堵塞。如图7、图8所示，脱硝设备入口废气温度偏差为2030，废气流量最大偏差为5 m/s，脱硝设备中O2质量分数入口烟道各监测点废气不同，脱硝后出口烟道各监测点NOx排放浓度分布在70190mg/m3分布/m3，流场分布为非常不均匀，容易在反硝化设备的不同区域出现积灰和堵塞。

3.4 机组运行参数变化的影响

由于设备负荷、操作控制、煤质、上游吹灰系统等调整运行，设备运行参数发生变化，引起烟气流场波动，导致瞬时灰分超标，导致局部积灰。当波动发生时，尤其是运行参数频繁出现时，堵塞问题变得更加严重。

3.5 机组低参数运行的影响

特别是冬季深调峰或低负荷运行时，整体排烟温度降低，但考虑到进口排烟温度20-30的偏差，部分区域排烟温度降低。在反应器最低连续运行烟道温度320以下（如图9所示），催化剂孔隙中发生副反应，生成硫酸氢铵，阻挡烟气中灰分的附着。灰分积聚在孔隙中并降低催化剂的活性。

图7 脱硝设备入口处废气温度和流速分布

图8 脱硝设备进、出口烟道质量浓度场分布

图9 各负荷工况反硝化出口废气温度（12月）

3.6 空气预热器堵塞问题分析

由于空气预热器低温部分温度较低，露水凝结形成弱酸，引起换热元件材料的腐蚀和飞灰的粘附。由于废气的流速和随之携带的大量飞灰，对换热元件上的沉积物产生侵蚀，如果侵蚀强度低于飞灰的附着率，沉积物就会继续生长并导致堵塞。它变成了。另外，空气预热器的堵塞与废气中SO3的质量浓度密切相关，如果废气中SO3的质量浓度较高，即使流出的氨量不超过标准值，氨浓度增加。盐仍可能形成。由表2可知，入炉煤设计硫含量为2.5%，对应的入口SO3质量浓度为70 mg/m3。考虑到脱硝反应器SO2/SO3转化率为1%，出口SO3质量浓度可达140mg/m3.m3，具有形成铵盐的风险以及炉内入煤实际硫含量高于设计值（见图5），导致硫含量增加。废气中SO3的质量浓度。这促进更多的铵盐形成和沉积。

4 脱硝设备积尘堵塞的处理及预防措施

（一）设计改造措施。合理设计脱硝系统，优化大灰过滤器的结构和布局，防止大颗粒飞灰进入SCR反应器。优化入炉煤质条件，尽量燃烧低灰分、低硫型煤，适当配煤，从源头上解决废气运行条件。通过数值模拟和冷物理模型试验，重新计算SCR入口废气流速和流场分布，调整导流板的安装位置和数量。根据锅炉实际运行工况调整选择合适的催化剂间距和开孔尺寸，防止催化剂堵塞。重新计算催化剂温度水平，采取省煤器废气旁路、省煤器分级设置、省煤器流量更换等适当的升温措施，保证SCR反应器温度不低于铵盐沉积温度，我就做到了。催化剂堵塞。

(2)运行维护措施。安装足够数量的吹灰装置，定期运行蒸汽吹灰器，控制运行声波吹灰器，与锅炉吹灰器配合。利用燃烧调节降低飞灰的可燃物含量，避免灰烬堆积和烧结。严格监测氨气流出量和氮氧化物排放浓度，合理管理氨气喷洒量在规定范围内。对于空气预热器堵塞，适当提高废气温度，加强空气预热器吹扫，延长空气预热器吹扫时间。

(3)维护措施。利用停机机会开门检查催化剂上是否有灰尘堆积，并及时清理SCR、钢梁、导流板层上的堆积灰尘，确保催化剂通道畅通无阻。更换灰尘较多的催化剂。

五。结论

随着火电厂烟气脱硝设备运行时间的增加，设备的各种问题逐渐显现出来。脱硝设备积尘和堵塞问题是当前SCR脱硝设备和燃煤发电设备安全、稳定、高效运行的重要制约因素。燃煤电厂SCR脱硝装置积灰非常重要。

免责声明：以上内容转载自重要新闻北极星环保网，所发表内容不代表本平台立场。

国家能源信息平台联系电话：010-65367827，邮箱：hz@people-energy.com.cn，地址：北京市朝阳区金台西路2号人民日报社