SCR脱硝对锅炉运行的影响-北极星大气网

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为适应越来越严格的排放要求，火电机组纷纷进行脱硝改造，其中，催化还原脱硝的SCR装置，以其成熟的技术工艺和稳定的脱硝效率，在国内得到广泛应用，在关注脱硝效率的同时，SCR脱硝装置对锅炉系统的经济性和安全性方面的影响也应引起重视。

机组概况

大唐信阳华豫发电有限责任公司二期2×660MW超超临界燃煤发电#3、#4机组分别于2009年3月、10月投产。锅炉是由某锅炉(集团)股份有限公司生产的DG2000/26.15-II2型一次中间再热，超超临界参数变压运行，带内置式启动旁路系统的本生直流锅炉。形式为单炉膛、尾部双烟道结构、前后墙对冲燃烧方式。锅炉采用中速磨煤机一次风正压直吹式系统，每台炉配6台中速磨煤机。B-MCR工况燃烧设计煤种时，5运1备，煤粉细度R90=16%，煤粉均匀性系数为1.05。每台磨煤机为一层6台燃烧器供应气粉混合物。锅炉前、后墙各布置3层DBC-OPCC-Ⅰ型燃烧器，每层6只，共计36只燃烧器(后墙最下层F层为小油枪燃烧器)。每台炉各安装两台三分仓容克式空气预热器，后期安装SCR脱硝装置，脱硝装置采用尿素热解产生氨气制备还原剂，选择性催化还原法(SCR)的烟气脱销工艺，将氨(NH3)作为还原剂喷入烟气中，使还原剂与烟气中的NOx发生还原反应，生成无害的氮气(N2)和水(H2O)，从而达到脱除氮氧化物的目的，每台脱硝装置的烟气处理能力为相应锅炉ECR工况时的100%烟气量，脱硝装置入口NOx含量≤450mg/Nm3时，保证脱硝效率≥80%;NOx排放浓度不超过100mg/Nm3，能严格满足环保排放标准，但SCR脱硝装置安装后对锅炉安全经济运行产生了较大的影响。

SCR法脱硝对超超临界锅炉运行的影响

烟道阻力的影响

SCR装置安装后增加了锅炉烟气系统的阻力。阻力的增大是与无SCR装置时燃烧系统的最大区别。增加的阻力一般分为增加的烟道阻力、SCR反应器内的阻力和空气预热器增加的阻力三部分。本厂超超临界锅炉增设SCR装置以后，SCR反应器的阻力为500Pa左右，空气预热器增加阻力为200Pa左右。而整个锅炉烟风系统的阻力为2000～3000Pa(BMCR工况，330～660MW)。可见，SCR装置对锅炉的烟道阻力特性会有很大影响，同时，SCR内的催化剂和空气预热器的积灰加重了这一影响。

锅炉SCR装置内催化剂为蜂窝形，孔径为7mm，很容易形成积灰堵塞，SCR装置随着运行时间的增长，压损越来越大。喷氨装置喷入的NH3在与NOx反应后，残余的NH3将与SO3和水蒸气反应生成粘结性强、腐蚀性强的化合物硫酸氢氨(NH4HSO4)。反应方程式如下：

NH3+SO3+H2O—NH4HSO4

硫酸氢氨会附着在飞灰表面，在空气预热器的高温段和低温段表面沉积，使空预器换热元件脏污堵塞，进一步增加烟道的阻力。本厂两台超超临界锅炉在SCR装置投运半年后空气预热器阻力差压均较刚投入时增加30%，约500Pa左右，导致锅炉系统容易出现更大的压力波动。见下图所示。

上图中，横坐标为锅炉的负荷，纵坐标为锅炉烟道的阻力。曲线1为未加装SCR装置的锅炉阻力特性曲线。若某一时刻锅炉从工况A调节到工况B，工作点就从a1调整到b1，则压力调节幅度为△P1。曲线2为加装SCR装置后锅炉阻力特性曲线，由原来的曲线l叠加上加装SCR所增加的阻力得到。此时若同样从工况A调节到工况B，工作点从a2调整到b2.则压力调节幅度为△P2。曲线3为曲线1向上平移的曲线。从图中可看出安装SCR装置比未安装SCR装置多出(△P2一△P1)的压力波动。风机的压力调节幅度有很大增加，锅炉系统更容易出现压力波动。

锅炉系统较大的压力波动将影响炉膛的稳定燃烧、燃烧的经济性，甚至会增大炉膛内爆的可能性。同时引风机压头将会有很大提高.不利于锅炉的安全稳定运行。

对锅炉热效率的影响

安装SCR脱硝装置后降低了锅炉热效率。SCR脱硝装置安装了反应器及其连接烟道，使烟道加长增大了锅炉的散热面积，从而使锅炉的散热损失增大，烟气通过超超临界锅炉脱硝系统后烟温降低了5℃左右，对锅炉效率将会产生一定影响。

空预器换热元件堵塞使空预器排烟温度升高。氨气和三氧化硫反应生成硫酸氢氨。硫酸氢氨在温度180～200℃的环境中呈“鼻涕”状的黏性物，因此，在空预器高温段和低温段，烟气中的灰尘在该处和硫酸氢氨一块极易粘附于空预器换热面上，使空预器换热元件脏污，降低空预器的换热效果，从而使排烟温度升高，锅炉效率降低。

空预器漏风率增大。本厂超超临界锅炉烟气通过SCR装置后压降增加了500Pa左右，因安装SCR装置后空预器堵塞，烟气通过空预器增加阻力500Pa左右，整个烟气侧阻力增加了1kPa左右，为了使炉膛内部压力平衡，引风机的出力将增加，从而导致空预器内部烟气压力降低，空预器风侧和烟气侧压差增大，导致空预器漏风率增加，锅炉效率降低。

延伸阅读：

【技术】SCR超低排放后空预器堵塞的原因、预防及处理

原标题：SCR脱硝对锅炉运行的影响

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