1、實例
某A電廠一臺300MW機組,SCR煙氣脫硝裝置反應器采用“2+1”布置方式,進行了超低排放改造,SCR設計入口NOx濃度為500mg/Nm3,出口濃度45mg/Nm3,脫硝效率>91%,目前SCR入口NOx濃度在400-670mg/Nm3之間。
超低排放改造后運行大約一周時間,出現(xiàn)了如下情況。
情況a.空預器發(fā)生了堵塞,A側空預器壓差為2.34kPa,B側空預器壓差為1.49kPa,比原先的1.20kPa壓差分別高出1.14kPa和0.29kPa。
情況b.SCR出口NOx值A側儀表檢測結果為11mg/Nm3左右,B側儀表檢測結果為20mg/Nm3左右,而脫硫后煙囪出口測試值為40 mg/Nm3左右。
情況c.某電力研究院現(xiàn)場進行了相關測試,檢測數(shù)值顯示SCR出口的NOx在10mg/Nm3-20mg/Nm3之間,與CEMS監(jiān)測的數(shù)值一致,同時氨逃逸表示數(shù)顯示在1.5-2.5ppm之間,達到設計要求。
2、試驗過程及結果分析
發(fā)生如上情況后,廠里立即組織設備部、發(fā)電部等部門技術人員進行了分析討論,脫硝投運初期,出現(xiàn)該情況,一般由噴氨過量不均勻引起,一致同意開展調節(jié)噴氨閥門開度的試驗。
試驗前監(jiān)測數(shù)值畫面如下:

圖1 A、B側監(jiān)測畫面及閥門開度

圖2脫硫后出口NOx監(jiān)測畫面
廠里初步將噴氨閥門開度關小,監(jiān)測數(shù)值畫面如下:

圖3 A、B側監(jiān)測畫面及閥門開度

圖4脫硫后出口NOx監(jiān)測畫面
3、試驗總結與分析
試驗數(shù)據(jù)總結如下:
表2 試驗數(shù)據(jù)

從上表數(shù)據(jù)可以分析:
(1).氨逃逸表測量不準確:A側閥門開度由26.5%降到16.0%,脫硝效率由96.8%降到92.0%,但是氨逃逸只由0.332ppm降到0.168ppm。由計算可知,當試驗時的閥門開度降低到16.0%時,脫硝效率依然能滿足性能保證要求,噴氨量為初始的60.3%,消耗了92%的NOx,而初始值的39.7%的氨量與4.8%(96.8%-92%)進行了反應,明顯噴氨過量,噴氨閥門開度過大;
(2).脫硝反應器出口NOx測試存在偏差和流場不均:脫硫后NOx數(shù)據(jù)較為真實,與SCR反應器出口的NOx偏差較大。煙氣經過省煤器后的SCR反應器、空氣預熱器、除塵器、脫硫裝置后,根據(jù)一般經驗,脫硫裝置里面的噴淋液有輕微的脫硝作用,煙氣在經過一系列裝置后混合地較為均勻,所以環(huán)保監(jiān)測單位都以煙囪出口處的NOx值作為氮氧化物(NOx)是否達標排放的依據(jù)。
(3)噴氨量過大,多余的氨與三氧化硫生成硫酸氫銨,硫酸氫銨極易與飛灰粘結,粘結在空預器元件上,阻塞空預器,造成空預器壓差增大。根據(jù)一般經驗,硫酸氫銨是造成空預器阻塞的罪魁禍首,解決硫酸氫銨問題從硫酸氫銨的生成條件進行分析。
為此提出了以下建議:
(1). 立即進行噴氨優(yōu)化調整試驗,進行CEMS儀表的檢查與標定,調整噴氨格柵,調節(jié)噴氨量,防止出現(xiàn)噴氨噴嘴堵塞的情況;根據(jù)脫硝出口NOx分布情況,調整氨的分布,實現(xiàn)脫硝系統(tǒng)噴氨優(yōu)化,提高氨分布均勻性,促進SCR反應,降低氨逃逸。同時,氨逃逸表測量布置應符合HJ/T-2007《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范》要求,安裝在煙道直管段,且煙氣成分分布均勻的位置,所測數(shù)據(jù)應具有代表性,并保證監(jiān)測儀表正常穩(wěn)定工作,發(fā)現(xiàn)氨逃逸過高時,立即對SCR系統(tǒng)運行狀態(tài)調整。
(2).增加自動噴氨系統(tǒng),手動調節(jié)噴氨存在滯后性和誤差,極易造成噴氨量過大,多余的氨得不到反應,造成氨逃逸,而生成硫酸氫銨;
(3)建議優(yōu)化煙氣流場,使煙氣達到催化劑技術協(xié)議上的要求:SCR頂層催化劑入口煙氣參數(shù)相對標準偏差為:速度偏差≤10%,NH3/NOx偏差≤5%,溫度偏差≤±10℃,入射角偏差≤10°;
(4).實時觀測脫硝運行情況,在合適的范圍內降低噴氨量,保持空預器吹灰器和催化劑吹灰器正常運行,防止空預器堵塞嚴重,在270MW負荷下,A側,煙氣流量為427Nm3/h,B側,煙氣流量未619Nm3/h,煙氣不均勻,且有更加不均勻的趨勢,易造成催化劑磨損和積灰現(xiàn)象。A電廠經過減少噴氨和噴氨優(yōu)化調整試驗,同時加強空預器在線吹灰后,空預器堵塞已經得到緩解,計劃利用機組停運機會,用專用高壓水系統(tǒng)(沖洗壓力達20MPa),對空氣預熱器進行徹底沖洗,清除積灰,疏通堵塞的空預器傳熱元件,確保開機后空氣預熱器后期運行穩(wěn)定,保證脫硝裝置正常運行,出口NOx濃度達到超低排放要求。
山東新澤儀器有限公司提供的CEMS-8000型煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)采用先進的紫外差分吸收光譜技術+抽取冷凝法,抽取式熱濕法CEMS能夠測量SO2、NOx、O2、溫度、壓力、流速、粉塵、濕度等多項參數(shù),并將所有的監(jiān)測參數(shù)傳輸至用戶DCS系統(tǒng),通過數(shù)采儀與環(huán)保部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊。系統(tǒng)設備放置在分析小屋內,操作和維護方便;整套系統(tǒng)結構簡單,模塊化設計,穩(wěn)定性強,運行成本低。
山東新澤儀器有限公司生產的氨逃逸分析儀采用當前先進的激*氣體分析(基于TDLAS技術)分析微量NH3。系統(tǒng)(包括測量池)采用全程加熱,保證樣品氣體溫度,防止有水析出而對NH3的大量溶解影響分析結果。探頭采用電加熱過濾探頭,在取樣出來就完成樣品的凈化,減小了后級預處理的負荷,大大降低了器件的故障率。系統(tǒng)設計有探頭自動反吹程序及儀表自動標零程序,正常運行后僅需要正常的巡檢即可。傳輸管線采用定制230℃以上高溫復合電伴熱管纜,并控制在2m以內(確保盡量少的NH3吸附),整個預處理全部集成在高溫加熱盒內,系統(tǒng)緊湊以避免長距離傳輸管路對NH3的吸附。
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