烟气脱硝SCR氨喷射系统调整效果评估

SCR提效改造后，根据现场测试结果(如图14所示)，在机组负荷1000MW，SCR反应器入口NOx浓度约271mg/m3时。控制脱硝效率为90.4%。反应器出口NOx浓度为26mg/m3时，A、B侧反应器出口NOx分布相对标准偏差均接近15%.亦优于改造前。

图14：SCR反应器提效改造后出口的NOx分布

3.2延长催化剂使用寿命

SCR反应器出口的NOx浓度分布均匀性直接反映上游AIG喷氨合理性，NOx分布偏差过大时，反应器出口截面部分区域的NH3逃逸浓度会偏高，影响脱硝装置的脱硝效果,不同脱硝效率下反应器出口的NOx浓度分布偏差对催化剂寿命影响率如图15所示，氨喷射系统改造前后，在接近设计脱硝效率60%时，反应器出口的NOx浓度相对标准偏差由40%降低至15%以内，AIG改造提高SCR氨喷射系统氨流量分配的合理性可有效延长催化剂的使用寿命。

图15不同脱硝效率下反应器出口NOx浓度分布偏差对催化剂寿命的影响

3.3减少空气预热器腐蚀与堵塞

烟气脱硝利用氨气与烟气中的NOx反应脱除氮氧化物.脱硝过程中的氨与烟气中的SO3反应易生成硫酸氢铵(ABS)，硫酸氢铵的生成量与NH3和SO3含量乘积成正比。

硫酸氢铵具有黏性，通常情况下熔点温度为147℃.以液态形式在物体表面聚集或以液滴形式分散于烟气中，在烟气中会粘附飞灰。电厂锅炉空气预热器冷端运行温度一般低于ABS的露点温度，当SCR反应器喷氨不均匀或催化剂失活严重造成氨逃逸过大时.下游空气预热器的ABS腐蚀风险会加大。

以下根据AIG调整前后的3次测试结果(如图16所示)，分析AIG改造对锅炉空气预热器ABS的影响。

图16调整前后反应器出口截面氨逃逸取样分布

AIG改造前，机组负荷1000MW，反应器入口平均NOx为261mg/m3，实测脱硝效率59.4%时，反应器出口截面氨逃逸平均值5.98μL/L，局部氨逃逸最高值16.1μL/L，最低值2.2μL/L，氨逃逸浓度分布偏差较大；

AIG改造后，机组负荷900MW。反应器入口NOx为260mg/m3，平均脱硝效率62.1%时，反应器出口截面氨逃逸平均值5.15μL/L，与改造前相比，脱硝效率提高约2个百分点，但平均氨逃逸浓度降低0.83μL/L，反应器出口截面上局部氨逃逸最高值6.0μL/L，最低值4.4μL/L(注：此阶段氨逃逸浓度整体偏高，与催化剂进一步失活有关)，喷氨合理性明显改善；

经添加备用层催化剂及旧催化剂再生完成脱硝装置提效改造后.在机组负荷1000MW，反应器入口NOx为271mg/m3，实测脱硝效率为90.4%时，平均氨逃逸浓度1.8μL/L，局部氨逃逸最高值2.3μL/L，最低值1.4μL/L，同时反应器出口NOx降低到26mg/m3，达到了超低排放的要求。

氨喷射系统优化调整后.在保证较高脱硝效率同时，反应器出口氨逃逸浓度局部过高的现象消失，降低了下游空气预热器ABS形成的风险。

4结论

氨喷射系统是SCR脱硝装置的核心.对脱硝系统的运行效果有着重要影响。本文通过对某火电厂SCR氨喷射系统调整方案和效果进行评估.得出以下主要结论：

(1)氨喷射系统调整后具有双向调节功能.可满足运行过程中优化调节的需要。

(2)通过CFD数值模拟对氨喷射系统的调整方案进行评估，并对改造效果进行预测，模拟结果表明调整后的喷射系统结构对于烟气流速不均将具有更好的适应性。

(3)调整前后的现场测试结果表明，在60%脱硝效率下，通过氨喷射系统调整将脱硝反应器出口截面的NOx分布相对标准偏差由40%降低至15%以内，可在一定程度上延长催化剂的使用寿命。

(4)调整后反应器出口截面氨逃逸浓度局部过高的现象消失，降低了下游空气预热器ABS腐蚀的风险。

本文对氨喷射系统调整方案和效果的评估方法，对火电厂SCR烟气脱硝装置优化运行及改造具有一定的借鉴意义。

延伸阅读：

SCR脱硝系统分区控制式喷氨格栅的优化

火电厂氨逃逸率影响因素控制方法及意义

火电厂烟气SCR脱硝尿素催化水解制氨技术研究

反应温度和氨氮摩尔比对SNCR脱硝效果的影响