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SCR烟气脱硝系统运行全过程数据分析

北极星环保网来源:电力行业节能环保公众服务平台 梁俊杰2018/12/21 8:50:33我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:SCR 脱硝 脱硝系统

某机组通过对燃烧器摆角控制逻辑、过热度设定值、总风量前馈量、风门开度等进行优化,以改善机组动态特性,优化后在机组升降负荷过程中省煤器出口NOx质量浓度波动幅度明显减小,有利于脱硝系统的稳定控制。动态特性优化前后NOx质量浓度波动情况对比如图9所示。燃烧调整可以同时降低NOx质量浓度及其波动幅度,是氨逃逸源头治理的必要措施。

QQ截图20181221083609.jpg

图9动态特性优化前后NOx质量浓度波动对比

1.6低负荷运行

SCR脱硝催化剂运行温度区间与烟气条件有关,为达到相同的脱硝效率,不同空间速度对应的适宜温度不同,空间速度高对应温度要求较高,而空间速度低的温度相应较低,其适宜的反应温度窗口为315~400℃。烟气温度越高,脱硝效率也越高,但同时SO2/SO3转化率也会相应升高。

表3为某机组高中低负荷下的脱硝性能数据。由表3可见,虽然低负荷下烟气温度低导致脱硝反应活性降低,但烟气流速的降低弥补了催化剂活性降低的影响,低负荷运行时氨逃逸量往往低于高负荷。

表3不同负荷下机组脱硝性能

QQ截图20181221083601.jpg

脱硝系统运行温度下限的控制主要考虑催化剂微孔中ABS结露堵塞的影响。结露是ABS随温度变化的一种化学特性,与催化剂成分无关。制定低负荷运行方案时,首先应根据烟气条件确定催化剂最低连续运行温度(MOT),该温度与烟气条件有关。MOT与烟气NH3和SO3体积分数的关系如图10所示。当催化剂在MOT和ABS结露温度

之间短时间(数小时)运行后,催化剂可以通过在MOT条件下运行恢复活性;如果低于ABS结露温度运行,催化剂则无法在MOT下恢复活性,催化剂恢复活性则需更高的温度及更长的运行时间;如果长时间在ABS结露温度以下运行,催化剂有可能出现不可逆失活。

QQ截图20181221083555.jpg

图10MOT与烟气NH3和SO3体积分数的关系

当烟气温度低于MOT较多(超过20℃)时,需通过现场设备改造提高SCR脱硝系统入口烟气温度。一般采用省煤器烟气调温旁路方案(图11),该方案投资较低,提温幅度大于30℃,但需注意旁路烟气与主路烟气的均匀混合,防止出现烟气混合后温度分层问题。

某额定容量为393MW的亚临界机组,采用省煤器烟气旁路提升SCR脱硝系统入口烟温。改造后,在机组并网时,烟道截面平均烟温可由改造前的285℃提高至324℃,但烟气温度分布均匀性较差,截面最高烟温为392℃,最低为277℃,温度偏差在–47~68℃。

QQ截图20181221083547.jpg

图11调温旁路开启后SCR脱硝系统入口烟温分布

2结论与建议

1)SCR脱硝装置布置于省煤器与空预器之间,其性能状况受来流烟气条件影响明显;超低排放背景下,因氨逃逸造成的ABS等次生问题愈加突出。

2)不同燃烧方式下,省煤器出口NOx质量浓度和氨逃逸量分布差异较大,导致空预器阻力情况不同,同时喷氨优化对氨逃逸改善效果也存在差异。

3)NOx平衡质量浓度应结合锅炉燃烧、风机电耗、氨耗等综合确定,以整体提高脱硝设备及锅炉运行水平。

4)建议将锅炉燃烧、脱硝设备、烟气流动与混合以及催化剂作为整体,对脱硝设备进行全过程优化管理,从根源上控制氨逃逸,缓解空预器ABS堵塞。

5)制定脱硝低负荷方案时,应首先确定MOT,根据烟温差值选择相应的运行或改造方案。

延伸阅读:

基于性能试验的SCR脱硝系统问题诊断及原因分析

降低燃煤机组SCR脱硝系统催化剂磨损的流场优化

锅炉烟气脱硫脱硝系统运行问题及处理措施


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