300MW机组脱硝系统堵塞磨损的治理

杨光+++张习祥

[摘要]：为治理300MW机组脱硝系统催化剂堵塞、磨损等突出问题。结合理论分析和现场试验，调整脱硝系统的运行方式和对脱硝系统部分设备进行改造。有治理轻了脱硝系统催化剂堵塞、磨损问题，降低了设备运行维护成本，保证了机组的安全性、经济性和环保参数的合格排放。

[关键字]：300MW； 脱硝；堵塞；磨损；治理

[引言]：

燃煤电厂加装脱硝系统后，存在积灰严重，催化剂磨损，脱硝效率降低等问题。导致脱硝喷氨量大、氨逃逸大；引起脱硝下游设备空预器、电袋除尘器堵塞严重，大幅增加了引风机耗电率。增加了运行维护成本且影响机组安全性。根据炉型特点，从运行调整和设备改造方面采取多种措施可以使此类问题得到彻底解决或减缓。

1、系统介绍

某发电公司一期工程#1—#4号300MW机组锅炉均为亚临界、自然循环、一次中间再热、“W”火焰燃烧方式、双拱单炉膛、平衡通风、尾部双烟道、固态排渣、露天布置、全钢架悬吊式汽包炉。

燃用煤种为无烟煤，脱硝系统均采用选择性催化还原法（SCR）技术，选用蜂窝式催化剂（钨钛钒），脱硝设备布置于省煤器和空预器之间。脱销催化剂设计化学寿命大于24000运行小时，机械寿命大于12年。脱硝效率设计值85%以上，氨的逃逸浓度控制在3ppm以内，脱硝系统采用半伸缩耙式蒸汽吹灰和声波联合吹灰方式。

2、脱硝系统堵塞、磨损

2.1煤质原因

该“W”火焰锅炉设计煤种为高灰分、高硫份、高氮氧化物无烟煤。实际生产运行中，煤质与设计值偏差大、锅炉配风不及要求及燃烧分布不均等原因造成产生的NOx偏高。由于掺烧劣质煤引起锅炉脱硝催化剂受灰分增加影响，催化剂堵塞、磨损严重。

2.2脱硝吹灰系统设计不合理

吹灰疏水系统采用高位疏水，吹灰器运行中带水，损坏催化剂。蒸汽吹灰系统疏水复杂且疏水管管径过大，脱销蒸汽吹灰器压力不稳定，吹灰效果不理想，部分催化剂被吹损。声波吹灰器设計不合理，存在吹灰盲区。

2.3喷氨格栅设计不合理

脱硝入口导流板过宽导致脱销入口积灰严重；脱硝喷氨格栅喷嘴偏少，喷氨不均匀。

2.4其他原因

2.4.1油枪雾化不好

油枪雾化效果不好，燃油燃烧不完全，堵塞催化剂。

2.4.2上游设备输灰不畅

省煤器输灰不畅，脱销系统入口及催化剂烟气灰份增加，堵塞催化剂。

2.4.3燃烧调整不当

制粉不符要求，炉内断面热负荷不均匀。二、三次风开度不合理，局部过氧和缺氧燃烧。导致喷氨量增加，氨逃逸增大，催化剂堵塞。

3、解决方案

3.1蒸汽吹灰器综合处理

3.1.1改造脱硝蒸汽吹灰系统。

蒸汽吹灰系统减少13个手动阀门和3个气动门，进行爬管改造，将吹灰蒸汽母管疏水点改在最低位置，采用低位疏水，保证吹灰器运行中不带水，有效解决了疏水不全的问题。将吹灰蒸汽改接至空预器吹灰蒸汽母管减压站后，使系统简单化；将疏水管改为（Ф25）的管道，缩小疏水管径，保证蒸汽吹灰器压力稳定且达吹灰要求，有效解决蒸汽吹灰压力不足的问题。

3.1.2改变脱硝蒸汽吹灰方式。

吹灰方式改用程控方式吹灰，防止吹灰压力瞬间过高。加装配重块对吹灰器耙管进行了调平，避免因吹灰器吹灰时蒸汽偏斜吹损催化剂。加长吹灰器耙管，对催化剂吹灰全覆盖，排除蒸汽吹灰死区。将脱硝蒸汽吹灰压力调整在0.7至0.9MPa之间，避免了蒸汽吹灰压力过高导致催化剂损坏。

3.2声波吹灰器综合处理

改变脱硝声波吹灰器的启动方式，将声波吹灰器由单独启动改为单层所有声波吹灰器同时启动；缩短声波吹灰器启动周期。

在脱硝装置每层催化剂侧墙处加装一台声波吹灰器，扩大声波吹灰器覆盖范围，解决催化剂侧面积灰严重的问题。

3.3喷氨支管格栅改造

将脱硝厂家设计的喷氨格栅喷嘴从48个增加到144个，相邻两支喷氨支管的间距从850mm减小到150mm，提高脱硝入口烟气中喷氨均匀性，降低氨逃逸。对脱硝入口导流板进行改造，将脱硝入口烟道处下导流板割除一半，解决了脱硝入口积灰严重问题。

3.4油枪改造

将原机械雾化式油枪改为气泡式油枪，雾化效果好、使燃油燃烧完全，防止机组启停中和运行中所投燃油燃烧不完全而污染催化剂。

3.5加强上游省煤器输灰

加强省煤器输灰管理，保证省煤器输灰设备运行正常，杜绝因省煤器输灰不畅导致大量灰粉进入脱硝烟道从而加剧催化剂的磨损。

3.6运行燃烧调整

严格控制氨耗，进行燃烧调整时，保证氧量充足，合理调整二、三次风、燃尽风门，降低NOx的生成量。减少喷氨，提高脱硝效率，将NOx排放值按环保规定压红线排放。

保证磨煤机运行工况良好，合理控制燃烧器投、停，减少燃烧偏差，保持炉内断面热负荷均匀。控制NOx生成量，控制喷氨量。

治理炉膛漏风，消除局部过氧燃烧引起的NOx偏高和脱硝系统入口氧量异常导致的NOx折算值异常，降低喷氨量。

及时处理吹灰器故障。定期对脱硝进、出口；空预器出口及脱硫净烟气中相关参数进行监测，掌握各烟道截面上氮氧化物的分布情况，制定合理的调整策略。

4、结语

通过多项优化措施，脱硝催化剂堵塞磨损问题得到有效治理，避免了脱硝催化剂因堵塞磨损损坏。降低了设备因素和运行原因导致的喷氨量，大幅减少脱硝运行维护成本和提高机组运行经济性，也有效保障脱硝下游设备空预器、电袋除尘器的安全稳定运行。每年至少节约催化剂更换成本和液氨消耗投入500万元以上。有效保证了脱硝催化剂长周期运行，为锅炉安全稳定运行奠定了坚实基础；也为企业环保指标达标排放做出了突出贡献。

参考文献

[1]周强秦.锅炉原理.北京：中国电力出版社，2009.

[2]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整.北京：中国电力出版社，2007.

[3]禾志强，刘永江.SCR烟气脱硝技术及工程应用.北京：中国电力出版社，2014

作者简介：杨光，男，技师，学士学位，主要研究大型锅炉燃烧调整。

张习祥，男，助理工程师，学士学位，主要研究大型锅炉燃烧调整。

（邮寄地址：贵州省毕节市黔西县电力小区 张习祥收18798011186）