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2 原因分析与诊断
烟气设备的积灰堵塞、磨损破损、导流板安装偏差等因素,均会改变流道流场分布,导致注入氨浓度分布不均、NH3/NOx混合效果差、氨逃逸增加。氨逃逸和SO2/SO3转化率增加造成催化剂堵塞失活、空气预热器腐蚀、SCR脱硝性能下降。
2.1 积灰堵塞
该煤质收到基灰分Aar、煤灰SiO2和Al2O3含量分别为41.3%、64.1%和27.1%。脱硝装置入口烟气粉尘和灰分SiO2含量高是导致烟气设备积灰堵塞的成因。分析图2可知,催化剂堵塞导致催化剂提前失 活、SCR 装置脱硝效率下降。
图 2 催化剂性能与脱硝效率
2.2 磨损破损和催化剂内裂
锅炉和SCR烟气系统设备未做灰渣清理,机组启动运行后,烟气携带残渣、金属碎片以及大颗粒粉尘流入,冲击或撞击下游设备,导致设备局部磨损破损、催化剂内裂。仅考虑导流板和飞灰整流器破损因素,经测试和流场模拟分析:
喷氨格栅(AIG)前500mm处烟道断面流速偏差不合格率3.1%;SCR反应器烟气流向射入角偏差不合格率4.8%;SCR反应器顶层催化剂入口前500mm处,流道断面流速偏差不合格率13.2%、NH3/NOx分布偏差不合格率11.5%。分析表明,导流板和飞灰整流器的破损劣化流场和NH3/NOx混合,同时飞灰整流器影响幅度较大。
2.3 导流板安装偏差
仅考虑导流板安装偏差因素,经测试和场模拟分析:喷氨格栅(AIG)前500mm处烟道断面流速偏差不合格率4.8%;SCR反应器烟气流向射入角偏差不合格6.9%;SCR反应器顶层催化剂入口前500mm处,断面流速偏差不合格率15.6%、NH3/NOx分布偏差不合格率13.2%。由此判断,导流板安装偏差超过允许值既影响烟气系统均流和NH3/NOx混合,又导致积灰堵塞、磨损破损和氨逃逸增加。
2.4 氨逃逸与流速偏差喷氨格栅(AIG)和顶层催化剂前流速偏差不合格率分别为7.5%和29.7%,依据图3分析:流速偏差超过设计值导致氨逃逸增加,同时氨逃逸量随流速偏差加大而增加。
图 3 流速偏差与氨逃逸
2.5 氨逃逸与NH3/NOx分布偏差反应器内顶层催化剂前NH3/NOx分布偏差不合格率为23.6%,依据图4分析:氨逃逸随脱硝效率升高而增加;NH3/NOx分布偏差越大,氨逃逸随脱硝效率增幅越大;脱硝效率越高,控制氨逃逸越难;NH3/NOx分布偏差超过设计指标是导致氨逃逸增加的成因,高于流速偏差的影响。
图 4 NH3/NOx分布偏差与氨逃逸
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