SCR烟气脱硝系统运行全过程数据分析

北极星环保网讯:通过对多台机组脱硝系统运行数据的汇总分析，指出不同燃烧方式以及运行控制方式下，脱硝系统出口氨逃逸存在差异，导致空气预热器等下游设备硫酸氢铵（ABS）堵塞情况存在明显差异，说明从锅炉燃烧、脱硝设备、烟气流动与混合等方面进行全过程优化管理的必要性及重要性。针对脱硝系统超低排放改造后集中出现的空气预热器ABS堵塞等次生问题，建议采用全过程管理理念，从源头控制氨逃逸，提高脱硝系统运行水平。

机组经过超低排放改造后，普遍出现空气预热器（空预器）硫酸氢铵（ABS）堵塞和电除尘设备飞灰黏附，严重者甚至出现机组带负荷能力受限、NO_x及烟尘排放难以达标等问题，且ABS具有一定的腐蚀性会造成设备腐蚀，影响机组安全运行。

本文通过汇总分析国内多台机组脱硝运行情况，对影响选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统性能的主要因素，如脱硝还原剂与烟气的混合程度及分布、氨氮摩尔比、NO_x质量浓度、烟气温度等进行分析，结合实际案例提出相应优化措施，为解决机组超低排放改造后脱硝系统运行次生问题提供参考。

1脱硝系统全过程分析

1.1NO_x质量浓度分布

锅炉不同燃烧方式下（切圆、旋流、拱式燃烧等），省煤器出口NOx质量浓度及分布差异较大，为此采用统计学方法中的四分位距（IQR）描述其分布情形。

对于切圆燃烧锅炉，SCR脱硝系统入口NOx质量浓度分布较为集中，其IQR在8~41mg/m³之间；对于旋流燃烧锅炉，NOx质量浓度分布相对集中，IQR在27~79mg/m3之间，部分机组达到119mg/m³；对于拱式燃烧锅炉，NO_x质量浓度分布比较分散，IQR最小为84mg/m³，最大达到387mg/m³。不同锅炉燃烧方式下的NOx质量浓度分布如图1所示。NO_x质量浓度四分位距和均值之比（IQR/Mean）与NOx质量浓度分布相对标准偏差（CV）存在相关关系，具体如图2所示。图中O表示切圆燃烧，H表示旋流燃烧，W表示拱式燃烧

图1不同燃烧方式下SCR脱硝系统入口NOx质量浓度分布

图2NO_x质量浓度分布偏差分析

1.2NOx平衡质量浓度

NO_x平衡质量浓度应结合锅炉燃烧及脱硝装置综合确定，以防止低氮运行方式下出现锅炉高温腐蚀、可燃物含量高、CO质量浓度上升等问题。表1为某630MW机组不同工况运行参数。

由表1可以看出：随着SCR脱硝系统入口NOx质量浓度降低，锅炉效率也随之降低，这主要是由于低氧量运行方式下锅炉未燃碳及CO热损失升高；增加风量后，上述热损失明显降低，锅炉效率增加，但SCR脱硝系统入口NOx质量浓度也随之升高，导致脱硝喷氨量增加，同时氨逃逸量也随之增加（图3）；当脱硝系统氨逃逸量超出一定限值时，会造成空预器设备堵塞，此时空预器差压会快速上升，导致风机电耗增加。

表1某630MW机组不同工况运行参数

图3不同NOx质量浓度下锅炉效率、喷氨量及氨逃逸量关系

延伸阅读：

基于性能试验的SCR脱硝系统问题诊断及原因分析

降低燃煤机组SCR脱硝系统催化剂磨损的流场优化

锅炉烟气脱硫脱硝系统运行问题及处理措施