燃煤电站SCR脱硝装置的调试、运行及维护

2.2SCR系统的长期停运（锅炉停运）：

在锅炉降低至最低允许喷氨温度前，负荷暂时稳定，等喷氨流量调节阀关闭后再继续降负荷。

1）关闭液氨储罐液氨出口管道气动开关阀及其手动门。

2）关闭蒸发槽液氨入口管道控制阀。

3）继续加热蒸发槽数分钟，待蒸发槽出口氨气压力几乎降为零后，逐渐关闭蒸发槽入口的蒸汽气动阀及调节阀然后关闭手动阀。

4）缓冲槽压力基本为零后，关闭蒸发槽出口阀门。

5）关闭SCR喷氨气动开关阀，氨气流量调节阀。

6）在SCR出口温度低于250℃以前，锅炉暂停继续降负荷，对催化剂进行一次全面吹灰。吹灰结束后继续降负荷。

7）在锅炉停运后，锅炉已经完全冷却至环境温度后，停运稀释风机。

8）至此，脱硝系统完全停止运行。当然，如果液氨存储罐还存有液氨，则要按正常情况继续监视和巡视液氨存储罐的运行情况。

9）氨区如有检修工作，必须放尽相关设备管线阀门内压力，如需要动火作业时，还必须按有关要求办理动火工作票。并加好相关隔离堵板，用氮气置换，分析合格后，才允许动火。

二、SCR脱硝性能影响因素及对策

1、催化剂活性

催化剂活性直接决定脱硝反应进行的程度,是影响脱硝性能最重要的因数。催化剂组成：目前,广泛应用的SCR催化剂大多是以TiO2为载体,以V2O5或V2O5-WO3、V2O5-MoO3为活性成分,组成的蜂窝状催化剂。其中TiO2具有较高的活性和抗SO2性能,是最合适的脱硝材料。V2O5是最重要的活性成分,具有较高的脱硝效率,但同时也促进SO2向SO3的转化;而另一种活性材料WO3的添加,有助于抑制SO2的转化。

其它的活性材料还有Mo、Cr等,它们可起到助催化剂及稳定剂的作用。催化剂活性丧失主要有催化剂中毒、烧结、冲蚀和堵塞等现象。典型的SCR催化剂中毒主要是由砷、碱金属、金属氧化物等引起的催化剂中毒。

另外，飞灰中游离的CaO和SO3反应,可吸附在催化剂表面形成CaSO4，形成釉质层覆盖在催化剂表面,阻止了反应物向催化剂表面的扩散及扩散进入催化剂内部,从而影响催化剂的催化效果。此外金属氧化物如MgO、CaO、Na2O、K2O等中和催化剂表面吸附的SO3生成硫化物而造成催化剂中毒,对于此类状况,应该设法降低SO3生成量。

当烟气温度大于450℃,催化剂会发生烧结现象,导致催化剂颗粒增大,表面积减小,导致催化剂活性降低。此时，应适量添加钨(W),退火处理,可以最大限度地减少催化剂的烧结。

烟气中的飞灰会对催化剂产生冲蚀作用,这时应该提高边缘硬度以及在垂直催化剂床层安装气流调节装置等,降低对催化剂活性层的磨损。烟气中含有大量的飞灰,也会堵塞催化剂的蜂窝,阻挡NH3和NOx反应,同时会使烟气压力损失增加。

此种情况，应改善煤的特性,提高炉内燃尽温度,减少飞灰的生成；以10mm大孔径的催化剂替换7mm或者平板型催化剂,预防堵塞；在省煤器之后设有灰斗,除去烟气中硬而直径较大飞灰颗粒,保持烟道中的清洁状态；同时优化SCR入口吹灰系统。

2、催化剂再生

在选择性催化还原(SCR)NOx治理方案中,催化剂的投资占了整个系统投资的60%左右，而且催化剂的寿命一般也在两到三年左右,在德国，催化剂的价格一般在6000美元/m3，对1台300MW机组来说,一般需要200m3催化剂，也就是需要120万美元。

因此,更换催化剂价格非常昂贵。而在催化剂活性下降后进行再生,其费用只有全部更换的10%，且其活性可恢复到原来的90%～100%，其效果是非常经济的。

3、氨泄漏

多余NH3会与烟气中的SO3在水蒸气的作用下生成NH4HSO4,NH4HSO4是一种粘附性很强并具有较强腐蚀性的物质,在140～230℃之间的温区位于空预器常规设计的冷端层上方和中间层下方,由于硫酸氢铵在此温区为液态向固态转变阶段,具有极强的吸附性,造成大量灰分沉降在金属表面和卡在层间,引起堵塞。

使预热器阻力上升,迫使停炉机清理预热器堵灰,同时硫酸氢铵或硫酸铵本身对金属有较强的腐蚀性,造成催化剂金属支撑架和空气预热器中冷温端腐蚀;由于氨过剩导致了飞灰化学性质发生了改变,飞灰质量变差,再利用性降低,运行成本提高;氨泄露到大气中又会对大气造成新的污染,因此必须严格控制氨泄漏，一般小于3×10-6。

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NH3泄漏和NOx脱除不完全，影响脱硝性能。此种情况，可通过对SCR入口烟气流量进行测量，确定烟气的流场分布，再通过计算，调整喷氨格栅各个喷口，使NH3混合均匀，最终减少氨泄漏。

4、SO2氧化率

烟气中会有部分SO2氧化成SO3,SO3在省煤器段形成硫酸蒸汽，在空气预热器冷端177～232℃浓缩成酸雾，腐蚀受热面；泄漏的氨与之反应成难清除的粘性沉积NH4HSO4玷污。原因是SCR催化剂中的V2O5对SO2氧化有促进作用。

此种情况，可选择合适的催化剂，提高活性材料WO3含量，抑制SO2氧化；在空气预热器冷端涂敷搪瓷和防堵型波形板，使得NH4HSO4不易沾粘其上,即使沾粘上亦较易清洗；同时提高换热元件的抗腐蚀性；增设高、低压清洗设备，以便需要时可在运转中清洗空气预热器；将空预器冷、中、热三层换热面，去除中层，减少因晶粒生长引起的堵塞；同时优化提高吹灰效率。

5、空间速度—烟气体积流量(标准状态下的湿烟气)与SCR反应器中催化剂体积比值

空间速度反映了烟气在SCR反应器内的停留时间的大小。它是SCR的一个关键设计参数,在某种程度上决定反应物是否完全反应,同时也决定着反应器催化剂骨架的冲刷和烟气的沿程阻力。

空间速度大,烟气在反应器内的停留时间短,则反应有可能不完全,这样氨的逃逸量就大;同时烟气对催化剂骨架的冲刷也大。对策:通常是根据SCR反应器的布置、脱硝效率、烟气温度、允许的氨逃逸量和压降,以及粉尘浓度来确定。对于固态排渣炉高灰段布置的SCR反应器,空间速度选择一般是2500～3500mPh。

6、烟气温度—烟气温度和催化剂活性密切相关

催化剂最佳活性温度区间在320～420℃。当烟气温度低时,催化剂的活性降低，从而降低NOx的脱除效率，而且喷入的NH3还会与烟气中的SOx反应生成硫酸铵附着在催化剂的表面；当烟气温度高时,NH3会与O2发生反应，导致烟气中的NOx增加，从而抵消脱硝效果。

烟气温度主要随锅炉负荷变化而变化，从而反应速度和催化剂的活性也将发生变化，因此应当尽量保持锅炉负荷的稳定。当锅炉变负荷变化时，省煤器出口烟气温度变化,这时可以采用省煤器旁路来调整SCR入口烟气温度。通常使用一个可调节的挡板来调整经过旁路的热烟气与省煤器出口的冷烟气比率，锅炉负荷越低，挡板的开度就越大，旁路的热烟气就越多，从而维持SCR入口烟气温度始终在320～420℃之间，反之亦然。

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