超低排放SCR脱硝装置的问题与解决对策

1.5 其他设备积灰堵塞、磨损破损

烟气系统导流板、喷氨格栅（AIG）、均流管、飞灰整流器、空气预热器积灰堵塞、磨损破损情况如表4所示，同时空气预热器换热元件发生腐蚀。

表 4 SCR脱硝设备积灰、破损检查表

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/NO_x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/NO_x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/NO_x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/NO_x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/NO_x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/NO_x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/NO_x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/NO_x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/NO_x分布偏差与氨逃逸

2.6 冷端设备 ABS 现象

液态硫酸氢铵（NH₄HSO₄）通常以液滴形式分散于SCR烟气中，其向固态（（NH4）₂SO₄）转变阶段的温度称为转化温度。但是，转变阶段的硫酸氢铵具有极强的吸附性，会随烟气粉尘一起沉积到转化温区的冷端设备通道内，引起催化剂堵塞失活，造成空气预热器堵塞腐蚀。运行经验表明，当SO₃=2～3μg/m³，NH₃＜2μg/m³时，硫酸氢铵附着积聚现象就会在空气预热器内发生。

图 5 转化温度、NH₃·SO₃与ABS

依据图5分析：ABS形成取决于转化温度、NH₃·SO₃浓度之积；转化温度随NH₃·SO₃浓度之积增加而升高；NH₃·SO₃浓度之积取决于氨逃逸和SO₂/SO₃转化率；该装置氨逃逸为8.7μg/m³、脱硝效率确定， 氨逃逸是造成催化剂堵塞和空气预热器腐蚀的主因。

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