600MW机组SCR脱硝系统氨管道堵塞原因分析及解决

摘要：某600MW机组脱硝系统运行中发生锅炉侧脱硝系统供氨流量下降、供氨压力下降，脱硝出口氮氧化物含量上升的异常，对现场管道阀门检查发现，管道内出现黑色和土黄色粘湿散发强烈异味的粉末状杂质，该杂质堵塞了供氨系统阀门门芯是异常的根本原因。通过组织人员对样品进行初步分析并结合电科院化验报告确认杂质主要成为铁的氧化物，认为采用碳钢管做为供氨管道是管道内发生腐蚀产生氧化物的主要原因，而冬季过低的环境温度影响氨气流量是杂质在门芯等位置积存的诱因，通过更换氨管道材质并对供氨管道加强保温解决了异常，保证了脱硝的温度运行，相关经验可为同类型异常借鉴。

关键词：环保排放;氮氧化物;SCR脱硝;液氨;氧化物;不锈钢

0.引言

我国当前的大气环境形势依然严峻，区域性大气污染问题突出，直接影响经济社会可持续发展和人民群众身体健康。2010年我国二氧化硫、氮氧化物排放总量位居世界第一位，重点区域城市的二氧化硫、可吸入颗粒物年均浓度是欧美发达国家的2至4倍。“十二五”期间是我国全面建设小康社会的关键时期、工业化、城镇化将继续快速发展，为了切实改善定期环境质量，降低大气中氮氧化物的排放，国家规定加快燃煤机组低氮燃烧技术改造及脱硝设施建设、单机容量20万千瓦及以上、投运年限20年内的现役燃煤机组全部配套脱硝设施。

随着国家环保部门对电力污染治理要求的不断提高，结合中国大唐集团公司节能减排工作的总体部署，天津大唐国际盘山发电有限责任公司利用大修机会对两台机组进行了锅炉脱硝改造。烟气脱硝系统运行期间，发生了因为氨管道被杂质堵塞无法正常供氨的异常，对其原因分析及解决过程做介绍入下。

1.设备及项目概述

1.1机组概述

天津大唐国际盘山发电有限责任公司2*600MW火电机组是我国华北地区建设投产最早的600MW亚临界火电机组，是京津唐电网的主力机组。被国家计委列为1996年利用国家外汇储备购买国产发电设备发展民族工业的试点项目。工程于1998年10月开工，其中三号机组于2001年12月18日正式投产，四号机组于2002年6月5日正式投产。

锅炉由哈尔滨锅炉有限责任公司制造HG-2023/17.6-YM4型锅炉，亚临界、一次中间再热、固态排渣、单炉膛、Π型半露天布置、全钢构架、悬吊结构、控制循环汽包锅炉。锅炉采用三分仓回转式空气预热器，平衡通风，摆动式四角切圆燃烧器。设计燃料为准格尔煤。6套正压直吹式制粉系统，配置ZGM123型中速磨煤机，A、B磨煤机对应的燃烧器装有等离子点火装置，设计上未预留脱硝系统安装位置。

1.2SCR脱硝系统介绍

天津大唐国际盘山发电有限责任公司脱硝系统采取选择性催化还原(SCR)法去除烟气中NOx。还原剂采用纯氨(纯度≥99.6%)，由液氨槽车运送液氨，利用卸料压缩机，将液氨从槽车输入液氨储罐内，并依靠自身重力和压差将液氨储罐中的液氨输送到液氨蒸发槽内利用辅汽提供的热蒸发为氨气，后经与稀释风机鼓入的空气在氨/空气混合器中混合后,送达氨喷射系统。在SCR入口烟道处，喷射出的氨气和来自锅炉省煤器出口的烟气混合后进入SCR反应器，SCR反应器采用高灰型工艺布置(即反应器布置在锅炉省煤器与空气预热器之间)，通过催化剂进行脱硝反应，最终从出口烟道至锅炉空预器，达到脱硝目的。整套脱硝装置主要由SCR反应区和氨站区两个区域组成。

脱硝系统布置在锅炉省煤器和空预器之间的位置。根据锅炉机组现状，SCR反应器系统按一台机组配置两台脱硝反应器，烟道分两路从省煤器后接出，经过垂直上升后变为水平，接入SCR反应器，反应器为垂直布置，经过脱硝以后的烟气经水平烟道接入空预器入口烟道。

选择性催化还原法(SCR)是利用氨(NH3)对NOx的还原功能，使用氨气(NH3)作为还原剂，将体积浓度为5%的氨气通过氨注入装置(AIG)喷入温度为280℃-420℃的烟气中，在催化剂作用下，氨气(NH3)将烟气中的NO和NO2还原成无公害的氮气(N2)和水(H2O)，“选择性”的意思是指氨有选择的进行还原反应，在这里只选择NOx还原。

催化剂是整个SCR系统的核心和关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的因素是NOx脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。

上述脱硝反应是在反应器内进行的，反应器布置在省煤器和空气预热器之间。反应器内装有催化剂层，进口烟道内装有氨注入装置和导流板，为防止催化剂被烟尘堵塞，每层催化剂上方布置了吹灰器。SCR脱硝反应所需的还原剂氨气，可以通过液氨、氨水及尿素三种化学药品获取。在能保证药品正常供应的情况下，优先选择液氨作为还原剂。

本工程烟气在锅炉省煤器出口处被平均分为两路，每路烟气垂直布置的SCR反应器，经过均流器后进入催化剂层，每台锅炉配有二个SCR反应器，经过脱硝以后的烟气直接接入空预器入口烟道，然后经空预器、电除尘器、引风机和脱硫装置后，排入烟囱。在进入烟气催化剂前设有氨注入的系统，烟气与氨气充分混合后进入催化剂反应，脱去NOx。锅炉SCR区供氨系统布置如下图：