某大型火电厂投入脱硝系统后轴流风机失速原因及对策

北极星环保网讯:摘要：为了减少大气污染，现役火电机组在增设脱硫设备的同时增设脱硝系统，以减少以一氧化氮为主的氮氧化物，降低排放量，随着脱硝系统的投入，对相关设备的影响也随之而来，尤其是对空预器、轴流风机的影响较大，文中通过对一次风机失速原因的分析，提出正常运行采取的措施和停炉改造办法，通过上述方法，消除一次风机失速现象，解决空预器堵灰，保证的机组安全运行。

关键词：脱硝，失速，一次风机，空预器，堵灰

在全国大型火力发电机组中，目前广泛采用轴流式一次风机和正压直吹式制粉系统，如果一次风机选型设计、调整或制粉系统发生故障时，极易引起风机失速，风机失速时，常常会引起风机振动加大，风机出口压力下降，如果处理不及时，容易造成风机损坏、燃烧不稳、甚至锅炉灭火机组停运，因此做好一次风机的选型、设计、调整工作，是保证机组安全运行的重要手段。做为大气主要污染物之一的氮氧化物，为满足环保要求，配置低氮燃烧器和加装脱硝系统是火电厂降低氮氧化物排放的主要手段，随着脱硝系统的加入，对其他设备的影响也随之而来。

一、锅炉及脱硝设备介绍

某厂8号600MW机组采用东方锅炉公司制造的亚临界、自然循环、对冲燃烧、一次中间再热、单炉膛平衡通风、紧身封闭、全钢构架的Π型汽包炉。炉膛燃烧方式为正压直吹前后墙对冲燃烧，共配有30只低氮轴向旋流式煤粉燃烧器，分三层分别布置在锅炉前后墙水冷壁上。

燃烧器的配风采用典型的MB形式，即一次风、二次风、三次风。烟道下部布置有两台豪顿华公司生产的型号为32VNT1830三分仓容克式受热面回转空气预热器。制粉系统配置6台磨煤机，锅炉炉膛风烟系统为平衡通风方式。选用两台豪顿华公司生产型号为ANN-2660/1400N的动叶可调轴流式送风机；两台成都电力机械厂生产的AN型入口静叶可调轴流式引风机；两台豪顿华公司生产型号为ANT-1938/1250N的双动叶调节轴流式一次风机。

该机组脱硝系统是由福建龙净环保股份有限公司设计制造，采用液氨制备脱硝还原剂，“高含尘布置方式”的选择性催化还原法（SCR）脱硝装置。该脱硝系统采用选择性催化还原法（SCR）全烟气脱硝工艺。SCR反应器布置在省煤器出口与空预器入口之间的高含尘区域，其装置在锅炉B-MCR工况下进行全烟气脱硝。

采用单炉体双SCR结构体布置，催化剂层数按2+1模式布置，初装2层预留1层，在设计煤种及校核煤种、锅炉最大连续出力工况（BMCR）、处理100%烟气量、在布置1层催化剂条件下脱硝效率不小于50%。反应器安装双吹扫装置，即蒸汽吹灰器和声波吹灰器。反应原理如下：

SCR脱硝系统是利用催化剂，在一定温度下，使烟气中的NOx与氨气供应系统注入的氨气混合后发生还原反应，生成氮气和水，从而降低NOx的排放量，减少烟气对环境的污染。其中SCR反应器中发生反应如下：

（1）4NO+4NH3+O2催化剂4N2+6H2O

（2）NO+NO2+2NH3催化剂2N2+3H2O

（3）6NO2+8NH3催化剂7N2+12H2O

其中反应（1）是主反应。因为烟气中的大部分NOx均是以NO的形式存在的，在没有催化剂的情况下，这些反应只能在很窄的温度范围内（980℃左右）进行，通过选择合适的催化剂，可以降低反应温度，并且可以扩展到适合电厂实际工况的290℃～430℃范围。

在反应条件改变时，还可能发生以下反应：

（4）4NH3+O2→2N2+6H2O

（5）2NH3→N2+3H2

（6）4NH3+5O2→4NO+6H2O

NH3的分解和NH3氧化为NO的反应都在350℃以上才能进行，450℃以上才能剧烈反应。在一般的选择性催化还原工艺中，反应温度常控制在300℃以上，这时还有部分NH3氧化为N2的副反应发生。

但是在某些条件下，SCR系统中还会发生如下不利反应：

（7）SO2+1/2O2→SO3

（8）NH3+SO3+H2O→NH4HSO4

（9）2NH3+SO3+H2O→（NH4）2HSO4

（10）SO3+H2O→H2SO4

反应式（1）、（2）主要在催化剂表面进行，催化剂的外表面积和微孔特性很大程度上决定了催化剂的反应活性。

反应式（8）、（9）中形成的NH4HSO4和（NH4）2SO4很容易对空气预热器造成粘污，在运行过程为了避免喷入太多的氨而发生副反应生成NH4HSO4、（NH4）2SO4，我们通过监测SCR反应器出口的氨逃逸含量来控制喷氨量。一般氨逃逸要求小于3ppm，在保证脱硝率>80%的情况下，可以不必再增加供氨量。

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