火电厂SCR烟气脱硝装置对锅炉安全运行的影响分析

2014-04-16薛学敏山西漳电同华发电有限公司生产管理部

经济技术协作信息 2014年32期

薛学敏/山西漳电同华发电有限公司生产管理部

薛学敏/山西漳电同华发电有限公司生产管理部

目前我国对电能需求量不断增加，但电能的生产企业还是以火电厂为主，火电厂发电是利用燃煤锅炉通过汽轮机将热能转化为机械能，在这个过程中不仅能源消耗较大，而且还会对环境带来较大的影响。特别是当前环境问题越来越受到关注，所以在当前许多火电厂中都开始应用脱硝装置，这有效的降低了火电厂烟气所给环境带来的影响，但脱硝装置的应用，在很大程度上对锅炉运行的安全性带来了较大的影响。文中对SCR脱硝系统的主要组成入手，对SCR法脱硝对锅炉运行的影响进行了分析，并对应用SCR脱硝装置后锅炉安全经济的运行措施进行了阐述，另外对脱硝系统投运及运行时的注意事项进行了说明。

脱硝装置SCR；脱硝系统；锅炉；安全运行；措施；注意事项

前言：近年来，人们越来越关注环境保护问题。火电厂所排放的烟气所给环境带来的影响非常大，为了更好的降低烟气中的有害气体，目前许多电厂都利用脱硝装置，特别是利用催化还原的SCR装置来提高脱硝的效率。这种工艺能够有效的将烟气中的氮氧化物脱除掉，将烟气中的氮氧化物利用还原剂氨来使其生成氮气和水，从而降低烟气给环境带来的污染。目前这种工艺较为成熟，而且在电厂中应用的较广泛，但SCR脱硝装置的应用对锅炉运行的经济性和安全性都带来了较大的影响，所以需要采取必要的措施消除其影响，确保锅炉的稳定、经济运行。

一、SCR脱硝系统主要组成

SCR脱硝系统由两部分组成，即脱硝氨站和脱硝反应区，在脱硝氨站内会设置有两台液氨蒸发器，在运行状态下时由一台蒸发器运转，另一台处于备用状态，同时还会设置有二台液氨储液罐、喷淋系统、洗眼沐浴系统、废水系统和氨泄漏检测装置。而在脱硝反应区内也会每台锅炉配置一套氨稀释系统，同时配置二台稀释空气风机，处于一运一备的运行状态下。同时还要在每层都要布置4支蒸汽吹灰枪，一台炉需要布置16支蒸汽吹灰枪，这样能够有效的将催化剂表面的积灰清除掉，同是由两台SCR反应器提供气态氨来设置成两套注射栅格。

火电厂利用SCR脱硝装置后，利用氨作为还原剂，将烟气中的氮氧化物还原为氮气和水，有效的降低了烟气中有害的气体的含量。但烟气脱硝装置的应用，会给锅炉的运行带来较大的影响，所以需要通过减少SCR脱硝催化剂的积灰、对空预器传热元件进行冲洗和改造、控制氨逃逸率等预防措施来确保锅炉安全经济的运行。

二、SCR法脱硝对锅炉运行的影响

1.对锅炉效率的影响。

（1）热量损失.

通过安装SCR脱硝系统后，由于会导致烟温有所降低，从而会对锅炉运行的效率产生一定的影响，导致锅炉的热量有所损失。

空预器换热元件堵塞，是排烟温度升高由于烟气中含有氨气和三氧化硫，这种气体发生化学反应生成硫酸氢氨，而硫酸氢氨180～200℃的温度环境下会呈现为粘性物质，这样就会导致在空预器高温段和低温段处这些粘性的硫酸氢氨吸附大量烟气中的灰尘，并粘附于空预器的换热器表面上，从而导致空预器换热器元件呈现脏污状态，影响到空预器的换热效果，从而导致排烟温度升高，而锅炉效率降低。

（2）空预器漏风率增大。

当安装SCR脱硝系统后，烟气的压降将会增加，这样就会导致炉膛内部压力呈现不平衡的状态，在这种情况下，只能增加吸风机的出力，这势必会导致空预器内部烟气压力有所降低，使空预器风压和烟压之间的差值增大，空预器发生漏风的可能性提升，使锅炉运行的效率受到较大的影响。

2.对烟道阻力的影响。SCR脱硝装置使烟气阻力增加500Pa左右，而且对蜂窝式催化剂容积积灰堵塞，且随着运行时间的增长，催化剂堵塞程度也越严重，将导致吸风机的电耗增加，现在设计的SCR脱硝系统均不设计旁路系统，如果催化剂堵塞严重，将直接影响锅炉的安全、稳定运行。

3.对空预器的影响。SCR脱硝装置对空预器的影响十分大，这是由于硫酸氢氨具有一定的腐蚀性和黏结性，会导致吸附于一定的灰尘并粘附于换热元件上，从而对换热效果带来较大的影响，而在低温段，对空预器还会产生一定的腐蚀作用，从而导致空预器积灰。同时在当安装SCR脱硝装置后一旦氨逃逸率超出设计值时，则会导致硫酸氢氨产生量的地闸，从而导致空预器传热元件的严重堵塞，这将造成吸风机电耗增加，一次风机母管压力波动大等情况。

三、用SCR脱硝装置后锅炉安全经济的运行措施

1.减少SCR脱硝催化剂积灰情况。省煤器疏灰系统不能正常工作，将会使大量的灰尘带入脱硝上层催化剂，即便加强脱硝系统吹灰仍不能避免蜂窝状催化剂的堵塞。用于脱硝装置的吹灰器有声波和蒸汽吹灰两种方式，声波吹灰器在灰量较小时效果较为明显，并能对彻底吹除边角的积灰。但灰量较大时耙式蒸汽吹灰器能起到很好的作用。当在投入蒸汽吹灰时，一定要充分的疏水，否则会造成灰尘结块堵塞催化剂或对催化剂造成水蚀，影响催化剂的使用寿命。

2.空预器传热元件及冲洗改造。安装SCR脱硝工艺的空预器在防止起低温段腐蚀、积灰堵塞和清洗方面需要进行特殊设计。空预器低温段传热元件应采用搪瓷表面传热元件。一方面是搪瓷表面可以隔离腐蚀物与金属接触，其表面光洁，易于清洗；另一方面是搪瓷层稳定性好，耐磨损，使用寿命命长。在空预器吹灰器选型时可以考虑采用双介质吹灰器（蒸汽和水），实现对空预器在线水冲洗。正常运行时采用蒸汽定期吹灰，空预器堵塞严重时采用高压水冲洗。

3.加强吹灰，定期对空预器进行冲洗

SCR脱硝系统在运行过程中，催化剂和空预器积灰堵塞是在所难免的，必须坚强SCR反应器区域和空预器的吹灰，尤其应加强空预器低温段的吹灰。发现烟道阻力增大时，及时对催化剂进行清理，发现空预器进、出口差压增大，应及时水冲洗。

4.控制氨逃逸率。为减少脱硝装置运行时对锅炉的影响，控制硫酸氢氨的生成量就显得尤为重要。生成硫酸氢氨的反应速率主要与温度、烟气中氨气、SO3及水含量有关。对于实际运行的火电机组，锅炉烟气中SO3及水的含量无法控制。因此，必须严格控制氨的逃逸率。