燃煤电厂SCR烟气脱硝改造工程关键技术

尤其对于未预留脱硝空间的改造项目，由于受空间限制.从省煤器出口至SCR反应器入口的烟道布置一般比较紧凑.烟道截面变化大。急转弯多.更有必要进行相应流场模拟与试验，以确保流场的均匀性。脱硝系统数模与物模试验范围应涵盖从锅炉省煤器出口至空气预热器入口的全部烟气系统.主要包括反应器进、出口烟道、导流板、喷氨装置、反应器等。物模比例宜在l：10至1：15之间选取。表1所示为常规催化剂层人口烟气流场条件.如脱硝效率达到85%以上.应对人口烟气流场条件提出特别要求。

表1常规催化剂层入口烟气流场条件

4吹灰器与反应器入口灰斗

中国燃煤机组燃用煤种多变且灰分较大.而且脱硝装置几乎全部为高尘布置的无旁路系统.因此必须考虑适当的脱硝吹灰器选型与反应器入口灰斗设置以尽量减小飞灰对催化剂的堵塞与磨损。

当前实际应用的SCR脱硝吹灰装置主要有蒸汽吹灰和声波吹灰2种。蒸汽吹灰装置吹灰能力强.但是会导致烟气湿度加大.易结成黏性积灰。声波吹灰装置是通过声波作用减弱黏结在催化剂表面灰粒的结合力.再使其在烟气的冲刷力及灰粒本身的重量作用下被烟气带走.对脱硝装置的不利影响较小，但其也存在吹灰力度较小。

吹灰效果相对较差等问题。建议在对吹灰器进行选型时除考虑飞灰浓度外.还需考虑飞灰沾污特性与磨损特性.一般可参考锅炉系统已使用的吹灰器的效果进行选择。当入口烟尘浓度大于40g/m3且飞灰特性属于严重磨损或严重沾污时.宜考虑采用声波/蒸汽联用方案.以实现在13常运行中以声波吹灰为主、蒸汽吹灰为辅的运行方式。在工程建设中。

为简化系统、降低工程造价或受空间限制，经常取消反应器人口灰斗。但已投运脱硝机组中造成催化剂堵塞的往往是可以通过设置反应器入口灰斗除去的大颗粒飞灰。建议对未设置省煤器灰斗且飞灰浓度较高、大颗粒飞灰较多或存在爆米花飞灰的项目设置反应器入口灰斗以保护催化剂.提高烟气脱硝系统运行的可靠性.必要时还可在灰斗上方设置大灰滤网以拦截大颗粒飞灰.

5配套改造

5.1省煤器改造

当前国内脱硝催化剂厂家承诺的脱硝运行烟温一般在320～420℃.部分项目存在机组低负荷时运行烟温过低问题.对于此类问题当前有省煤器烟气旁路、省煤器给水旁路、省煤器分级布置等应对措施。必须要指出的是。这些改造措施在理论层面与技术层面均是可行的.但涉及对锅炉重要设备或部位的改造.同时还存在对锅炉或脱硝系统安全稳定运行有不利影响或改造投资较大的问题。

因此.建议脱硝人口烟气温度过低问题宜优先考虑结合锅炉燃烧调整、优化脱硝运行控制等措施进行解决，如通过试验手段确定准确的脱硝最低喷氨温度及锅炉负荷调整策略.必要时再实施设备改造.

5.2空气预热器改造

脱硝改造后，烟气中的SO，与脱硝尾部逃逸的NH3易结合生成NH。HSO。凝结物，其凝结温度一般在150—200oCl51，而这一温度段在常规空气预热器的中低温段，因此脱硝改造往往需要对空气预热器换热元件实施配套改造。空气预热器改造设计的烟气参数应与脱硝改造工程一致.并在确定冷端镀搪瓷换热元件高度时留取适当裕量。

对于回转式空气预热器，改造后转子重量如增加，应对底梁、底部轴承等进行重新校核。建议对于燃煤硫分小于1%且现有空气预热器运行状况良好的项目.可暂不对空气预热器进行配套改造.而在后续脱硝运行中严格控制氨逃逸。

5.3引风机改造

加装SCR脱硝装置后.对引风机的压头影响较大，主要包括烟道阻力、反应器阻力和空气预热器阻力增加.一般常规“2+1”催化剂布置形式的脱硝系统阻力增加宜按1200Pa考虑.燃用低灰煤质的项目可在此基础上酌减。根据增加的阻力应重新核算现有引风机运行工况点.必要时实施引风机改造。

必须要指出的是.由于环保排放标准的全面大幅提高.当前国内燃煤机组往往同时面临多项环保改造.因此在确定引风机改造时应统筹考虑炉后环保设施改造方案.综合考虑引风机当前裕量、机组常态负荷、场地布置、变压器裕量、烟道优化设计、机组关停计划等因素。

6结语

针对当前国内燃煤电厂SCR烟气脱硝改造工程现状及脱硝运行过程中显现的问题.从设计参数的选取、性能保证值的确定、催化剂的选型、流场设计、吹灰器选型、反应器人口灰斗设置以及配套改造工程等方面提出几点燃煤电厂SCR烟气脱硝改造工程的关键技术问题.供后续脱硝改造工程借鉴及进一步探讨。

来源：中国电力;作者：张杨，杨用龙，冯前伟，王建峰，何胜，朱跃

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