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超低排放改造后火电厂SCR脱硝存在的问题及解决建议

北极星环保网来源:电力行业节能环保公众服务平台 朱愉洁2019/1/30 9:41:05我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:SCR 超低排放改造 催化剂

北极星环保网讯:目前,一发电集团旗下13家燃煤电厂基本已完成超低排放改造,大部分机组SCR改造都采用了在原备用层增加一层催化剂的改造方式,此种方式具有在不改变现有反应器的基础上提高脱硝效率的优势。本文通过对上述机组的跟踪研究,总结了SCR改造后出现的几个威胁机组安全稳定运行的共性问题,并提出了解决建议.

1存在的问题

1.1氨逃逸大

1.1.1喷氨过量

机组超低排放改造后,SCR系统入口条件可能已发生变化,特别是机组负荷变动较大时,喷氨格栅喷出的NH3与烟气中的NOx可能存在比例分布不均匀的问题,引起局部喷氨过量。另外,由于对出口NOx排放浓度的严格控制,在实际运行过程中部分电厂采用了过量喷氨的方式。上述2种情况在长期运行过程中都会造成氨逃逸增大,形成硫酸氢铵(以下简称“ABS”)。ABS在特定温度范围内呈液态黏稠状,黏附烟气中的飞灰后附着在设备上,造成SCR下游设备(比如空预器、除尘器等)的堵塞,严重时必须停炉清理,对机组的安全稳定运行造成极大的威胁。

1.1.2供氨阀门自动控制缺陷

SCR系统喷氨阀门的典型控制过程为:SCR系统采用串级PID加前馈的控制策略,用原烟气中NOx的体积分数乘以NO2和NO的摩尔比计算出NO2含量作为串级PID控制前馈;为了防止氨逃逸对控制造成影响,将SCR烟气脱硝系统出口烟气中NO2的含量(计算方法同前馈部分NO2的含量)作为主调PID的测量值,目标NOx体积分数作为设定值,前馈和主调PID共同叠加后生成NO2的体积分数,NO2体积分数乘以烟气流量得到NO2的流量信号,该信号乘以所需氨氮摩尔比就是基本氨气流量信号,此信号作为给定值送入副调PID控制器与实测的氨气流量信号比较,由PID控制器经运算后发出调节信号控制SCR入口氨气流量调节阀的开度以调节氨气流量。图1为供氨自动控制流程。

QQ截图20190130093927.jpg

图1供氨自动控制流程简图

由于SCR系统存在明显的NOx反应器催化剂反馈滞后和NOx分析仪响应滞后的问题,系统采用实际机组负荷来预测烟气流量。

在实际运行过程中,当机组入口NOx波动较大或机组负荷低时,喷氨自动控制会出现调节不及时的情况,容易造成喷氨过量,长期运行会给后续设备带来安全隐患,因此大部分电厂运行人员都以手动调节代替阀门自动调节。

1.2催化剂堵塞

部分系统催化剂蒸汽吹灰器设计为单一气源,取自锅炉蒸汽吹灰母管减压阀后,在调试过程中经常出现点火后蒸汽压力未达到锅炉本体吹灰压力要求而脱硝系统无法吹灰的情况,吹灰器无法正常吹灰就会引起催化剂积灰,若初次点火到整套启动间隔较长(比如2个~3个月),积灰可能会在催化剂的表面和孔道中板结,再次启动吹灰器也无法有效去除,严重影响催化剂使用寿命和脱硝效率。

另外,在实际运行过程中还存在运行人员对催化剂差压重视度不足,仅启动超声波吹灰器而长期不启动蒸汽吹灰器的情况,无法及时有效去除催化剂中的积灰,这也是造成催化剂寿命缩短和脱硝效率降低的重要原因之一。

2解决建议

2.1喷氨优化调整试验

喷氨优化调整试验是在机组常规高负荷下进行的一项试验。通过测试及计算结果对SCR装置中的喷氨格栅手动喷氨阀门进行调整,试验可以在满足NOx浓度控制要求的前提下,减少还原剂用量,降低氨逃逸率,减轻ABS对下游设备的危害,提升系统运行安全性。

试验采用网格法进行测量,测点布置如图2所示,截面选取要有代表性。图中标注的SCR入口测点是在省煤器后、催化剂前,SCR出口测点是在催化剂后、空预器之前。

延伸阅读:

SCR脱硝催化剂失活原因分析及再生研究

SCR脱硝系统流场及喷氨优化

降低燃煤机组SCR脱硝系统催化剂磨损的流场优化

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