浅谈北元集团锅炉脱硝、脱硫的现状与对策

(三)低氮燃烧和烟气脱硝(SCR)简介

陕西北元化工集团有限公司4×125MW机组对锅炉先进行低氮燃烧器改造，炉内的低氮燃烧器改造成功后，可大幅度减少SCR的运行的成本。锅炉在低氧燃烧的工况下，NOX生成量会大幅度降低。  而后进行脱硝改造，烟气脱硝装置采用选择性催化还原法(SCR)脱硝装置，反应器催化剂层数按2+1模式，初装2层，额定工况、设计煤种下脱硝效率不小于85%。脱销系统不设置烟气和省煤器旁路。还原剂采用液氨。

选择性催化还原法(SCR)原理——烟气和氨与空气的混合物在经过SCR装置的蜂窝式催化剂层时，烟气中的NOx和NH3、空气中O2发生化学反应，生成无污染的N2和H2O。其反应方程为：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O

烟气脱硝系统根据下述要求进行设计：

a)脱硝工艺采用选择性催化还原(SCR)法。

b)4×125MW发电机组脱硝装置每炉设置两个反应器，脱硝反应器烟气处理能力为锅炉BMCR工况时的烟气量。两层脱硝效率按不低于85%(下层已预留反应器空间)。

c)脱硝系统不设置烟气旁路，保证脱硝装置在任何情况下不影响发电机组的安全运行。

d)还原剂氨气采用液氨制氨气的方式，现场设置氨区储氨罐存放液氨。

e)SCR装置可用率不小于98%。

f)SCR装置服务寿命为30年。

二、烟气脱硫和脱硝运行现状及事故分析

(一)脱硫运行现状及存在问题

1.脱硫灰不能实现再利用，原因：经过脱硫后的脱硫灰含硫量不稳定，水泥厂对于脱硫灰的调配较为困难，导致脱硫灰不能被有效利用，现今，对于脱硫灰的处理成为一个较为复杂的问题。

2.布袋使用寿命短(2年)，运维成本大，布袋除尘对于粉尘排放极为重要，所以布袋的粉尘通过量直接影响粉尘排放浓度，由于布袋除尘器布袋的频繁破损，直接导致锅炉停炉进行布袋更换。

3.电石渣给料系统不能实现连续给料，造成吸收剂的浪费。原因：脱硫吸收塔电石渣给料器给料频率较快，现今调整SO2排放浓度时采取手动调整且间断给料，对于人工操作较为频繁及人工调整时不够稳定，对于脱硫灰的含硫量有较大影响。

4.单台引风机运行时无法建立床层;原因：我厂锅炉为双引风机运行，当一台引风机故障停运单台引风机运行时由于引风机出力有限，无法满足脱硫塔对于建立床层的要求，所以，单台引风机运行时脱硫必须退出运行。

(二)脱硫事故分析

1.脱硫吸收塔结块

1.1原因：吸收塔出口温度低，喷水量大，水枪雾化较差、烟气量较小等

1.2处理措施：提高吸收塔出口温度至85℃，更换进口水枪，开烟气再循环提高烟气量。

2.脱硫灰斗结块

1.1原因：灰斗蒸汽伴热温度低，水枪雾化较差、输灰不及时、硫化风管堵塞。

1.2处理措施：提高灰斗蒸汽伴热压力，停炉后及时进行输灰等，疏通硫化风管道。

(三)脱硝运行现状及存在问题

1.SCR反应区入口烟气温度偏低，导致锅炉低负荷情况及高加未投运时脱硝无法投运。

2.氨逃逸明显。

(四)脱硝存在问题的处理措施

例：2016年，№1炉空预器管束疏通后清理积灰过程中，空预器左侧水平烟道及零米地面有刺鼻味道，怀疑为氨气味道，用手持气体检测仪检测氨气报警为6ppm。经过仔细检查未发现氨气管道泄露，初步判断为清理下来的飞灰有氨气味道。清理完空预器地面湿飞灰后，经检测无氨气味道。

1.空预器管束疏通前检查时发现有以下两方面现象

1.1左侧下级空预器停炉后打开发现积灰潮湿。

1.2右侧空预器管束套管有铁锈。

2.空预器堵塞原因分析

2.1氨逃逸量大导致氨气与烟气中的水份、SO3反应生硫酸氢铵(NH4HSO4)和硫酸铵((NH4)2SO4)，造成空预器管束腐蚀与堵塞。

2.2锅炉排烟温度低，接近露点温度，冬季期间烟气SO3与烟气中的水蒸气形成酸雾，最终与飞灰混合粘附在空预器管束中导致堵塞。

2.3锅炉一、二次风机暖风器泄漏，蒸汽从风道通过空预器漏点进入空预器管束造成堵塞。

3.脱硝运行存在的问题

3.1锅炉脱硝出口NOX控制偏低，公司要求不得超过100mg/m3，而运行控制中防止超标一般都控制在30-80  mg/m3，而净烟侧NOX一般在50mg/Nm3以下。

3.2脱硝出口氨逃逸测点故障已久，检修人员告因为环境温度高导致，分厂已走零星维修单技改通风窗口，但公司一直未技改，运行人员无法检测氨逃逸值。

3.3脱硝喷氨自动故障长期未投，运行人员手动操作NOX控制波动大。

4.措施

4.1尽快处理脱硝出口氨逃逸测点，以便运行人员监视。

4.2技改一、二次风机入口风口为室内风口，以便冬季环境温度低时切换使用。

4.3现二次风机暖风器已堵一半左右且频繁泄漏，为冬季运行带来隐患，对暖风器进行更换或者技改为电加热暖风器。

4.4选用低硫份入炉煤。由于运行中烟气流经催化剂后，烟气中SO2氧化为SO3的比率基本不变，因而，随入炉煤硫份的增加，硫酸氢氨的生成物增加，只能通过控制入炉煤中的硫份来控制硫酸氢氨。

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