火电厂脱硝催化剂寿命管理现状及发展趋势

催化剂的吊装使用厂家配备的专用工具,吊装时避免与钢梁等坚硬物体发生碰撞,吊装角度不能过小,避免发生倾斜,起吊速度不宜过快,保证催化剂安全装入反应器内。新建电厂催化剂安装时间一般选择在点火吹管之后,避免大量油污、灰尘黏附在催化剂表面,引起催化剂中毒。

脱硝改造安装时,需清理干净炉膛及脱硝反应器内杂物,包括粉尘,将不利因素降到最小。催化剂安装后性能验收包括2部分。一是催化剂的到货验收。催化剂运至电厂时,需对催化剂的出厂资料检查确认。

检查各项参数是否符合技术协议相关要求,轴向挤压试验、横向挤压试验、抗磨强度试验、材质报告等检测数据是否达到标准。同时对催化剂外观、性质进行检查,包括催化剂表面有无损坏,长、宽、高及厚度的几何尺寸是否合适等。

二是催化剂的性能验收试验。性能验收试验一般由第三方测试,并出具测试报告。对脱硝系统各工况进行测试,确保脱硝效率、氨气逃逸率、SO2/SO3转化率、催化剂层的阻力等运行指标达到要求性能标准。

2、催化剂的运行管理

脱硝催化剂的性能会随工作时间的增加而逐渐下降,正确的运行方式能够保证脱硝装置经济运行,并延长催化剂的使用寿命。

在运行管理中,密切注意烟气量、烟气温度、烟气压力、粉尘、SO2含量及波动范围,根据设计条件调整喷氨量或投入自动喷氨;制定SCR装置投入或退出运行规程,如要实现全负荷脱硝,需采取其他措施,如省煤器分级技术、更换新型低温催化剂等。

催化剂的温度对催化剂的性能影响较大,省煤器分级技术提高了烟气温度,保证催化剂在最适宜的温度运行,提高催化剂运行效率。如果出现参数偏离设计值过大的情况,应及时分析,评估其危害性和严重性,并考虑补救措施,一般运行中需注意喷氨量和吹灰器的控制。

2.1喷氨量的控制

温度300~400℃时,随着反应温度的升高,脱硝反应速率增加,脱硝效率升高;当温度升至400℃后,脱硝效率随温度的升高而下降。温度升高,NH3氧化反应加剧,脱硝效率下降,催化剂能够长期承受的温度不得高于430℃,否则会造成催化剂烧结,永久性失效。

如果反应器内温度长时间降至最低运行温度,必须停止喷氨,防止硫酸盐或硝酸盐沉积在催化剂表面,影响催化剂活性。为延长催化剂寿命,根据硫酸盐的分解特性,烟气长期最低温度宜设定在320℃。

同时,在锅炉启动和SCR系统投运过程中,应控制烟气温度的上升速度,避免对催化剂造成损害。喷氨分布不均匀对脱硝效率有显著影响,容易引起脱硝SCR下游空气预热器冷端堵塞,导致脱硝效率不达标。此外应定期进行喷氨优化调整,在热态下测量SCR反应器进出口NOx和NH3浓度分布,优化不同格栅喷嘴的喷氨量,以实现机组在不同运行负荷下,各项指标最佳。

2.2催化剂定期吹灰

为防止催化剂表面积灰发生堵塞,需及时在线吹扫,每层催化剂都应设置有吹灰器。一般使用蒸汽吹灰器和声波吹灰器2种。对于使用蒸汽吹灰的脱硝装置,在日常运行中,需严格控制设定吹灰汽源的压力和温度。

针对不同灰分燃煤,既要保证吹灰汽源压力达到预期的吹灰效果,又要控制压力在合适范围内,防止压力过高吹损催化剂;吹灰温度过高会造成局部催化剂高温运行,导致催化剂烧结,永久失效;若吹灰汽源温度过低,或在吹灰汽源投入时未充分疏水,吹灰蒸汽中带水会造成催化剂粘灰,使催化剂活性降低。

声波吹灰器需连续吹扫,在运行方面问题较少,操作方便。但要防止声波吹灰器喇叭口积灰,影响除灰效果,导致催化剂表面积灰。

3、催化剂的维护检测

3.1催化剂的检修维护

检修维护是指机组停用后对催化剂的检查、保护措施。避免催化剂潮湿,必要时进行催化剂干燥。定期对催化剂进行清扫、表面除灰;对催化剂进行全面检查,分析催化剂的腐蚀、堵塞或损坏程度;若催化剂局部发生损坏,可小单元更换。对SCR反应器内的其他附属设备进行全面检查,包括氨喷嘴、导流板、整流装置、催化剂密封件、吹灰系统等。检查影响吹灰系统阀门严密性的相关配件,确保检查到位。

3.2催化剂的定期试验与检测

催化剂的定期试验与检测包括催化剂单体检测和性能验收检测。DL/T1286—2013《火电厂烟气脱硝催化剂检测技术规范》对脱硝催化剂的检测方法做出规定,包括催化剂全尺寸性能测试和催化剂微观性能表征。

测试脱硝效率、氨逃逸率、SO2/SO3转化率以及压差等指标,主要用于分析判断催化剂的状态。催化剂单体模块测试是指遇到停机或检修等合适情况,将催化剂测试单体模块取出,进行实验室检测,可进行切割研究催化剂的堵塞、积灰情况。

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