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摘 要:本文通过对本厂4套SCR装置的氨逃逸状况的介绍、原因分析,总结了SCR装置在结构设计、制作安装等环节中实现氨逃逸率降低到1ppm以下的意义、注意事项、技术措施和实践经验。
一、前言
《火电厂烟气脱硝技术导则》(DL/296-2011)明确:采用SCR 工艺的脱硝装置氨逃逸浓度宜不大于2.3mg/m3(即<3ppm)。
2014年以来,全国大部分30万以上的燃煤机组都安装了SCR脱硝装置,并普遍按照氨逃逸率小于3ppm设计、完成安装。实践下来,小于3ppm的氨逃逸率是比较容易做到的,但运行中经常出现突破3ppm的情况,继而引发炉后预热器、布袋除尘等设备上ABS(硫酸氢铵)生成与堵塞等系列问题。
如果SCR装置投运后各项参数符合设计要求,且氨逃逸率小于并接近3ppm的情况,可以认为这项指标只是达到了合格的水平,没有给运行中的各项不可预见的因素留下合理的空间;相反,如果在设计安装阶段能够将氨逃逸率做到小于1ppm的情况,运行中氨逃逸率出现突破3ppm的情况就会大为减少。
本文旨在总结控制SCR脱硝装置氨逃逸率小于1ppm的设计、制作安装等方面的措施与经验,使之成为今后指导脱硝催化剂安装、检修、调控的参考依据。
二、问题
望亭电厂#11机组为一套310MW燃煤机组,1997年投产,2013年底完成SCR改造。该SCR装置投运两年多来,氨逃逸率一直小于1ppm。其运行SIS数据显示(参见图1)令同类煤电企业称羡。而在其之前投产的#14、#3、#4机组SCR装置虽然在额定工况下能达到氨逃逸率3ppm左右的水平,但时有超过3ppm的情形发生。得益于第三层催化剂的添加,# 14机组SCR装置2016年四季度增容提效超低排放改造实施完成以后,基本做到氨逃在1ppm左右,低负荷时可以做到小于1ppm。而# 4机组SCR装置2016年二季度增容提效超低排放改造实施完成以后,在与#3机组负荷、入口NOX浓度等基本接近的情况下,曾经一度出现过连续数月氨逃逸率在5~8ppm左右的水平,且单侧喷氨量较#3机组同侧比平均要多20~30kg/h, 非常令人不解;2016年1月中旬,经过督促运行燃烧调整近一个月,该参数好转;目前,满负荷下进口NOX浓度、氨逃逸率分别在280mg/Nm3、3ppm,低负荷下分别为170mg/Nm3、1~1.5ppm,与#3机组参数基本一致。
三、原因
造成SCR工艺的脱硝装置氨逃逸浓度大于3ppm的原因比较多,无非人、机、料、法、环五方面,其中最直接的也是最主要的原因包括:
装置本身的催化剂模块箱间的安装密封是否可靠?催化剂模块箱的安装策略,以及模块箱之间上下密封件的结构形式、安装质量,决定了装置本身固有的烟气旁路逃逸的程度。
是否过量喷氨?在SCR装置催化还原能力的额定参数范围内,氨逃一般随喷氨量增加而增加。出现过量喷氨,一方面可能是SCR装置入口烟气中的NOX浓度偏高造成,另一种可能是飞灰堵塞了催化剂表面的毛细孔,或催化剂中毒、失效、失活等因素,影响了催化剂的还原能力所致。
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