浅析SCR脱硝对空预器堵塞的影响及控制策略

3硫酸氢氨的控制

3.1氨逃逸量控制

140～230℃之间的温区位于空预器常规设计的冷段层上方和中间层下方，由于硫酸氢氨在此温区为液态向固态转变阶段，具有极强的吸附性，会造成大量灰分在空预器沉降，引起空预器堵塞及阻力上升，严重时将迫使停炉以清理空预器。同时，硫酸氢氨或硫酸氨本身对金属有较强的腐蚀性，会造成催化剂金属支撑架和空预器冷段腐蚀。

因此必须严格控制氨泄漏量，一般要求小于3μL/L。当反应器入口管道设计不合理时，会引起反应器截面上的NH3/NOx摩尔比、流量或温度出现偏差，从而造成NH3泄漏以及NOx脱除不完全。

3.2、SO2氧化率控制

SCR脱硝过程使用的钒基催化剂会对烟气中SO2的氧化产生催化作用，使其易被氧化为SO3。SO3在空预器冷段(温度177～232℃)浓缩成酸雾，腐蚀受热面。在SCR反应器出口SO3与逃逸的氨反应生成硫酸氢氨。在SO2氧化率的控制方面，主要取决于催化剂V2O5中的含量，钒的担载量不能太高，通常控制在1%左右可减少SO2氧化。此外，采用提高催化剂活性组分(如WO3)含量，亦可抑制SO2氧化。这一点在脱硝系统安装完成后，运行中基本没有调节手段。

3.3烟气流场优化

烟气流场的不均匀将导致脱硝系统出口氨逃逸率局部超标，加快空预器传热元件上硫酸氢氨的沉积。在氨逃逸量的控制方面可利用计算流体力学软件优化设计，对SCR脱硝装置入口烟气流量和流速分布进行模拟，确定导流叶片的类型、数量和位置，同时，在运行中针对经常的运行工况进行调匀试验。

以使入口烟气流速、温度和浓度均匀；同时调整喷氨格栅各个喷口，使NH3混合均匀，保证脱硝出口的NOx含量和NH3均匀，避免局部氨逃逸量超标，最终减少氨逃逸量。

运行中，由于机组负荷变化较大，虽然经过调匀试验，但无法保证在所有的工况下烟气流场均稳定均匀。因此，必然发生氨逃逸率局部偏大，长期低负荷运行将造成空预器堵塞的可能性加大。

本起空预器堵塞事件中B侧空预器发生硫酸氢氨堵塞严重，而A侧较轻的原因经检查为：B侧脱硝从锅炉尾部烟道转弯到脱硝入口的水平烟道处积灰明显比A侧积灰要严重，进一步检查发现B进口在安装时少安装一级导流板，说明，B侧脱硝因少装一级导流板，造成烟气中因涡流等原因形成烟道阻力加大，一方面因B侧入口流场不均，易造成局部氨逃逸率增加；另一方面B侧烟气流量降低，进一步加剧流场不均。最终导致B侧脱硝局部氨逃逸率超标幅度增加，造成B侧空预器堵塞更严重。

4结论

为提高SCR脱硝工艺脱硝效率，NH3/NOx摩尔比通常控制为大于1，因此脱硝过程氨逃逸不可避免。SCR脱硝过程使用的钒基催化剂会对烟气中的SO2产生催化作用，使其易被氧化为SO3。

SO3与逃逸的氨反应生成硫酸氢氨，硫酸氢氨附着于催化剂的表面会阻塞催化剂并影响其活性，且硫酸氢氨的粘性使之易于牢固黏附在空预器蓄热元件的表面，使蓄热元件积灰，空预器流通截面减小、阻力增加以及换热元件的换热效率下降。可通过控制SCR脱硝过程氨逃逸量和烟气中SO3的方法减少硫酸氢氨的生成量。

为防止催化剂因硫酸氢氨的滞留而失去活性，应合理控制SCR脱硝装置在低负荷下的运行时间。为有效降低硫酸氢氨在空预器换热元件上的形成速率，可选用搪瓷镀层换热元件。

在运行维护过程中，为减少硫酸氢氨对机组安全运行的影响，应从以下几方面开展工作：

（1）严格控制氨逃逸率。应通过脱硝性能试验，对脱硝出口进行全断面氨逃逸率检测，比对在线仪表，保证在线仪表准确反映实际情况。

（2）建立脱硝系统定期试验制度，包括流场均匀性试验，催化剂活性试验。特别是流场试验，在催化剂运行2至3年后，催化剂活性必然降低。同时，因催化剂磨损、孔等原因，造成局部氨逃逸率超标，将进一步加快空预器冷段硫酸氢氨的沉积。通过流场均匀性试验，能及时掌握催化剂局部失效引起氨逃逸率局部增加的状况，通过调整喷氨流量分布，避免氨逃逸率局部超标。

（3）控制入炉煤硫份。由于运行中烟气流经催化剂后，烟气中SO2氧化为SO3的比率基本不变，因而，随入炉煤硫份的增加，硫酸氢氨的生成物增加，只能通过控制入炉煤中的硫份来控制硫酸氢氨。

（4）加强空预器吹灰，并及时进行空预器清理工作。由于一旦发生硫酸氢氨沉积，空预器堵塞发展较快，因此，要充分利用停炉机会检查空预器堵塞情况，一旦发现有硫酸氢氨沉积，应立即采取措施，将空预器传热元件清理干净。

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