火电厂脱硝运行常见问题分析

任 艺

（中电广西防城港电力有限公司，广西 防城港538002）

烟气脱硝是火电厂控制污染排放的重要手段，是在烟气脱硫之后的又一重要领域。火电厂中氮氧化合物排放是空气污染的主要来源，因此掌握电厂脱硝原理，掌握脱硝技术对改善环境质量，加强电厂运营具有重要意义。

1 电厂脱硝原理

电厂燃烧产生的氮氧化合物主要是一氧化氮和二氧化氮，这些氮氧化合物在空气中与雨水融合后会生成硝酸雨，酸雨对建筑、环境、人类健康具有巨大危害，造成一定的经济损失，所以电厂脱硝处理非常重要。电厂脱硝原理主要是对燃烧的预处理、燃烧时技术改进以及燃烧后处理。燃烧前处理主要是脱氮处理，减少燃烧物中的含氮量，进而减少产生的氮氧化合物产物。燃烧技术分为很多种，有低氧燃烧、废气循环燃烧、注入蒸汽式、二次燃烧等，在燃烧过程中降低氮氧化合物的含量。燃烧后处理主要是烟气脱硝，也就是说在燃烧中产生的氮氧化合物进行处理。

2 常见的几种脱硝技术

2.1 选择催化还原技术

选择催化还原技术又叫SCR技术，是当前使用相对较为广泛的技术方法。该技术的主要特点是不产生副产物，不会导致二次污染，装置结构相对简单，脱硝效率能够达到90%以上，安全可靠，维护方便等。[1]SCR技术的原理是在使用催化剂的前提下，将温度升高到280～420℃之间，在烟气中喷入还原剂氨气，将氮氧化合物还原成氮气和水。选择催化还原技术是20世纪90年代发明的，在日本、英国、德国等广泛应用。此前，我国也主要应用该技术进行烟气脱硝，主要的设备设施都是进口的，技术也是从国外引进的。[2]

2.2 SNCR技术

SNCR技术与选择催化技术方法相似，主要是在高温条件下向烟气中喷射氨气或尿素等还原剂，将一氧化氮还原成氮气，其脱硝率一般可达到30%到50%。在还原剂选择方面，也有在尿素中添加碳酸氢氨作为还原剂原料的做法，主要是作为一种增强剂，这种方法也叫脱一氧化氮法，是由浙江大学研究出来的，也叫NOxOUT法。与SCR技术相比，SNCR技术中的还原剂选择尿素具有以下优点：尿素不易挥发，自身无毒，是一种性质稳定的固体，运输和储存要比液氨更加方便和安全。SNCR技术具有较高的经济优势，该技术能够以最低改造成本满足国家火力发电厂现阶段氮氧化合物排放控制的要求，在现代中小型锅炉脱硝技术中发展前景较为广阔。

2.3 低氮氧化合物燃烧器脱硝技术

低氮氧化合物燃烧技术原理主要是根据氮氧化合物生产的机制，通过燃料分级、燃烧空气分级燃烧、烟气再循环、低氮氧化合物燃烧器等方法，主要是通过减少燃烧中氮氧化合物的生成来实现脱硝的。该技术的主要优点是方法简单，投资成本较小，运行维护的费用相对较低，是一项经济、实用、效果较好的技术。该技术能够对大部分的锅炉和煤种进行设计优化和改造，而且改造效果较好，大幅度的减少循环污染，从长远发展角度来讲，该技术比较适合我国目前电力行业发展的状况，具有相当广阔的发展前景。

3 SCR技术中常见问题及处理

下面结合本人的工作经历（广西防城港电厂，2*630MW），列举一些脱硝系统运行中会碰到的问题和解决方法。

3.1 氨逃逸值不准

氨逃逸值准确性一直是火电厂脱硝系统的普遍问题，影响测量的有以下几方面原因：取样烟气代表性、测量方式的影响、测量仪表准确性等。

我厂原先的氨逃逸表为斜对角安装，从运行情况看，测点位置流经的烟气不具备代表性，导致测量值不准确，无法作为运行喷氨量调整的依据。而喷氨不均匀，氨逃逸高，生成的NH4HSO3是一种类似于“鼻涕”的物质，会附着在催化剂表面，堵塞催化剂的通道和微孔，降低催化剂的活性，同时还会对下游设备造成危害，堵塞空预器。为此，必须设法解决氨逃逸值的测量问题，提高准确性。

经过对多家电厂进行考察，决定采用烟道对穿的方式，使用英国仕富梅的仪表。设备投运后，其测量值基本能够反映喷氨情况，喷氨量与氨逃逸值趋势一致，实时性较好，没有测量滞后。当然，要想提高准确性，必须要增加取样点的数量，从实际效果看，测点越多，测得的数据就越具有代表性，但投资也会成倍提升。

图1 改造后的运行效果

3.2 催化剂堵塞

催化剂堵塞的原因有很多：烟道进水受潮、吹灰效果差、吹灰器有死角、大颗粒灰（俗称爆米花灰）堵塞，以及流场不均匀等，均会造成催化剂的积灰堵塞。

而我厂除了流畅不均匀外，其他可能造成催化剂堵塞的原因都碰到了。由于烟道焊接质量不良，催化剂层进水受潮，再加上吹灰器死角及“爆米花”灰的堵塞，造成我厂约有15%的催化剂模块堵塞。脱硝效率下降10%左右，氨逃逸从2ppm上涨到4ppm。而且未堵塞的模块也会因烟气流速上升而加剧磨损和失去活性。因此堵塞催化剂的清理工作迫在眉睫。

图2 催化剂清堵

根据厂家的建议，先拆除催化剂表面的防护网，清理掉表面的积灰，然后用大功率吸尘器，吸走催化剂孔洞内的浮灰，再使用压缩空气对催化剂的正、反两面进行反复吹扫。经过处理后，效果仍不明显，原因是孔洞内的灰已板结，无法清理，如使用工具会造成催化剂脆弱的结构破损。最终，我们聘请专业的催化剂再生公司，对催化剂进行化学方式的清堵（注：不是活性再生）。清堵完成后，我们又进行了喷氨优化实验，使喷氨更均匀。系统投运后，脱硝效率恢复到堵塞前的水平，烟气阻力降低，氨逃逸下降到3ppm以下，效果明显。

3.3 液氨管道堵塞

我厂脱硝系统投运1年多以来，液氨蒸发器入口调节门频繁堵塞，解体检查除了有油泥外，还有锈蚀物、化学结晶物等等。经过分析，我厂今年负荷不高，蒸发器液氨进口调节门长时间处于小开度状态（10%以内），而该调节门整个阀芯的长度仅为2厘米左右，在微小开度下，设备、管道内的锈蚀物、液氨生产过程中遗留下来的油泥等杂质，很容易在此处沉积，造成堵塞。查明原因后，我们采取了一系列措施。很大程度上降低了堵塞的频率：

（1）对液氨储罐进行定期排污。

（2）加强液氨进厂前的化学监督工作，避免使用不合格、杂质成分多的液氨。

（3）在液氨管道上装设滤网，定期清理。

4 结语

电厂脱硝系统是火力发电厂重要的环保设施之一，自从我国颁布实行更严格的火电厂烟气污染物标准后，SCR脱硝技术进一步得到发展。而前期投运脱硝装置的火电厂，普遍都面临着更换催化剂的巨额资金压力，因此催化剂的再生技术又得到了蓬勃的发展。相信随着环保标准的日益严格，火电厂的脱硝技术也会逐渐成熟、完善。

［1］费俊，孙锐，张晓辉，张勇，孙绍增，秦裕琨.不同燃烧条件下煤粉锅炉NO_x排放特性的试验研究[J].动力工程，2013（09）.

［2］伍昌鸿，李德暖，刘业雄，邱建平，杨顺强.300MW机组锅炉低氮燃烧的改[J].广东电力，2012（03）.