超低改造后SCR脫硝氨逃逸表問題分析及處理措施
北極星大氣網訊 :燃煤電廠 SCR脫硝 超低排放 改造后，對其 氨逃逸 率準確監測可以保證脫硝經濟運行同時實現機組安全穩定運行。對3臺實現超低排放機組的SCR脫硝出口煙氣中氨逃逸率和NOx濃度進行網格法測試，發現NOx濃度分布嚴重不均且氨逃逸率超過設計值問題普遍存在;在線氨逃逸表數據存在單點不具代表性和異常原因造成數據有問題，均無法反應整個脫硝出口斷面實際的氨逃逸率;針對上述問題，給出氨逃逸率是否超標的幾點輔助判定方法，指導電廠給出正確的噴氨控制指令。研究結果消減SCR脫硝運行帶來的機組負面影響，實現噴氨有“數”可依，保障脫硝超低改造設備運行和管理有一定的指導意義。
引言
2015年12月，《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》(環發文件〔2015〕164號)要求，在2020年前全國所有具備改造條件的現役燃煤機組全部實現超低排放改造。當前燃煤電廠脫硝超低排放改造僅是增加備用層催化劑，忽視對SCR反應器內速度場、溫度場、噴氨均勻性、氨逃逸分析儀和空氣預熱器等進行相應的優化和改造。燃煤電廠脫硝超低排放改造后，對燃煤電廠氨逃逸率準確、快速高靈敏檢測顯得十分有必要。
當前，從燃煤電廠超低排放改造驗收結果來看，關注的僅是出口NOx濃度是否達標排放，出現了脫硝出口NOx濃度分布不均勻和氨逃逸率超標嚴重。加劇了空氣預熱器和布袋除塵器硫酸氫銨(ABS)結晶堵塞，脫硝還原劑浪費嚴重，催化劑堵塞、磨損和活性成分流失較快等問題的嚴重性。
本文選取安徽省內3臺實現已超低排放的超超臨界機組為研究對象，采用德國NOVAplus、加拿大優勝M－NH3便攜式逃逸氨分析儀等運用網格法對脫硝出口NOx分布及氨逃逸率進行測試，同時對其氨逃逸表在線數據及問題進行分析，并給出氨逃逸率超標的輔助判定方法。研究結果對消減SCR脫硝運行對機組的負面影響，實現噴氨有“數”可依及保障超低排放改造后脫硝設備運行和管理有一定的指導意義。
1氨逃逸表類型及氨測量難點
與NOx、SO2等煙氣污染物相比，測量氨逃逸率要困難的多，原因如下:氨逃逸率一般量低，普通電化學、紅外和紫外等方法不適用;易反應生成硫酸氫銨，抽取測量溫度難以滿足要求;氨氣吸附性極強，極易溶于水，抽取測量改變煙氣中氨氣濃度;SCR脫硝反應器中振動、高含塵工況不穩定，原位對穿測量激光投射率低。燃煤電廠氨逃逸率在線監測表早期采用傳統手工化學法，但由于存在轉換效率問題，分析周期較長，無法滿足火電廠快速、準確測量氨逃逸的需求。
目前燃煤電廠使用的氨逃逸表類型主要有瑞士ABB(A02000－LS25)、西門子LDS6、NEO(LaserGasⅡSP)、英國SERVOMEX(LaserSP)、加拿大Unisearch(LasiR)、德國Sick－GM700、日本Horiba(ENDA－C2000)和國電環保(LDAS－01)儀表。2不同類型氨逃逸表問題分析
2.1單點測量不具有代表性
案例1:F發電分公司3號機組為二期擴建工程2×660MW超超臨界機組。采用單爐體雙SCR結構體、高溫高灰型，其布置于鍋爐省煤器與空預器之間。采樣液氨為還原劑。2015年10月，3號機組完成煙氣污染物“超低排放”改造，脫硝系統催化劑增加備用層改造后為三層布置，增加一層催化器后設計效率為87.5%。逃逸氨監測為西門子LDS6氨逃逸表激光分析儀。
從圖1可知，在負荷546MW下，3號爐SCR脫硝A、B側出口NOx濃度分布相對標準偏差分別為97.18%、69.13%，均大于15%設計值。A、B側各測孔的氨逃逸濃度分布也極不平均，且測孔出口的氨逃逸濃度與NOx濃度均值呈反比關系。由于對穿式西門子LDS6氨逃逸表分別裝在A、B反應器角落，一般都是噴氨量相對較少的區域，造成氨逃逸濃度較低，氨逃逸表不具有代表性。
案例2:T發電廠3號機組為2×660MW超超臨界機組工程，鍋爐生產廠家為上海鍋爐廠有限公司，燃燒方式采用四角切圓，為全懸吊結構Π型鍋爐。脫硝裝置采用SCR脫硝裝置，還原劑采用液氨，SCR裝置的催化劑層數按2+1層方案進行設計。2016年5月完成超低排放改造，主要為更換原來兩層催化劑，且催化劑體積增大到231.5m3，設計效率為不低于85%。逃逸氨監測為德國Sick－GM700一體式氨逃逸表。
圖1 3號爐SCR脫硝出口NOx濃度及氨逃逸分布
圖2 3號爐SCR脫硝出口NOx濃度及氨逃逸分布
從圖2中可以看出，3號爐SCR脫硝A、B側出口各測孔NOx濃度和氨逃逸濃度分布極不平均。德國Sick－GM700一體式氨逃逸表分別安裝在A、B側反應器出口的中間位置，恰好位于氨逃逸濃度較小，NOx濃度較高位置。
2.2測量數據有問題
案例3:P發電有限責任公司5號機組為三期2×1000MW超超臨界機組。采用單爐體雙SCR結構體脫硝裝置、高溫高含塵布置方式，還原劑采用尿素。5號機組為新建同步實現超低排放機組，反應器內催化劑布置3層，設計脫硝效率不低于87%。逃逸氨監測為日本HoribaENDA－C2000氨逃逸表，分別安裝在A、B反應器出口中間。
圖3 5號爐SCR脫硝出口NOx濃度及氨逃逸分布
從圖3可知，在負荷869MW下，A、B側NOx濃度分布相對標準偏分別為15.42%、22.74%，略大于15%設計值。脫硝裝置A、B側出口NH3逃逸濃度平均值分別為4.95μL/L、2.74μL/L。B側氨逃逸表值均遠高于各實測點值，結合B側出口NOx濃度高于A側和脫硝效率低于A側初步判定可能B側氨逃逸表有問題。
電廠運行人員打開B側氨逃逸分析儀，清理出催化劑上大量飛灰，并疏通管路。清理后機組在810MW負荷下，B側氨逃逸分析儀監測數據在3h均值為2.76μL/L。同時A側調節進口噴氨閥開度，做到氨逃逸單點監測具有代表性。
3氨逃逸超標輔助判定方法
(1)SCR脫硝出口與煙囪入口CEMS顯示得NOx偏差較大，表明SCR入口噴氨不均勻。
(2)空預器短期壓降增長較快，ABS堵塞現象與SCR脫硝設備整體過量噴氨或局部過大有關。生成的硫酸氫銨在空預器冷段蓄熱元件上液化，其表面粘附煙塵造成堵塞，導致空預器短期壓降增長較快，影響機組的安全穩定運行。
(3)除塵器灰斗或灰庫中氨味較重，FGD脫硫漿液pH偏高，布袋除塵器ABS糊袋，或者脫硫廢水氨氮含量超標嚴重等現象，通常與SCR脫硝設備整體過量噴氨有關。此外同時易造成布袋ABS糊袋，造成布袋短期阻力上升較快。
4結語
對3臺實現超低排放機組的SCR脫硝出口氨逃逸率和NOx濃度進行研究，發現NOx濃度分布相對標準偏超過15%設計值且氨逃逸率超過設計值問題普遍存在。在線氨逃逸表數據存在單點不具代表性和堵灰原因造成數據異常有問題，均無法反應整個SCR脫硝出口斷面實際氨逃逸率。給出脫硝與煙囪NOx偏差、空預器壓降增速、除塵器灰中氨味較重和布袋除塵器ABS糊袋等現象輔助判定氨逃逸率超標經驗方法，指導電廠給出正確的噴氨控制指令。研究結果消減SCR脫硝超低排放運行帶來的機組負面影響，實現噴氨有“數”可依和保障脫硝超低改造設備運行及管理。
作為一家專注于環保設備的企業，蘇州貝捷環保設備有限公司一直致力于為全球客戶提供粉塵、廢氣、廢水等處理解決方案。蘇州貝捷環保設備有限公司專注于廢氣粉塵處理設備30年，以客戶的需求為根本，提供最專業的方案，造出最專業的設備及工程。
來源:《電力科技與環保》
