洛电三期脱硝系统运行中的问题分析及处理措施

【摘要】在火电厂脱硝系统运行中，脱硝效率，NOx排放量，系统总投入率，是环保要求的主要指标。实际运行中，脱硝系统出现了一些问题，会影响这三个指标的完成，甚至会影响机组的安全经济运行。本文对洛电2×630MW机组脱硝投运后出现的一些问题进行了分析，并提出了相应的处理方案，以提高脱硝指标的合格率，确保脱硝系统安全、经济运行。
　　【关键词】脱硝；SCR；运行；原因分析；处理措施
　　洛河发电厂2×630MW机组脱硝系统采用选择性催化还原（SCR）烟气脱硝工艺，脱硝装置按一炉两室布置。每台脱硝装置的烟气处理能力为相应锅炉BMCR工况时的100%烟气量，脱硝效率≥80%。SCR反应器布置在锅炉省煤器与空预器之间，脱硝反应器位于送风机与一次风机的上方。催化剂采用蜂窝式，按照“2+1”模式布置，反应器安装吹扫装置，采用声波吹灰器。SCR烟气脱硝装置的工艺流程主要由尿素供应系统、尿素溶解系统、热解炉、催化剂、反应器等组成。外购尿素颗粒经斗式提升机输送到尿素颗粒仓，尿素颗粒经过中间储仓送到溶解罐里，除盐水将干尿素溶解成55%质量浓度的尿素溶液，通过尿素溶液混合泵送到尿素溶液罐里。尿素溶液经过循环泵使尿素溶液不断在计量分配模块和尿素罐之间循环。尿素溶液在热解炉内蒸发为氨气，热解炉出口的空气/氨气混合物经母管送入各分支管，分支管的混合气体经氨注射栅格喷入烟道内与烟气充分混合，流入催化反应器。当达到反应温度且与氨气充分混合的烟气气流流经SCR反应器的催化层时，氨气与NOX发生催化还原反应，将NOX还原为无害的N2和H2O。
　　脱硝系统投运后出现一系列问题，影响了脱硝效率、SCR出口NOx排放浓度和脱硝系统的投运率。下面就各个问题分析了可能的原因并提出了相应的解决措施。
　　1 低负荷时，脱硝系统进口烟温低，影响脱硝系统投入率
　　洛电2×630MW机组脱硝系统要求SCR区进口烟温不低于300℃。当烟温低于300℃时催化剂活性大幅降低，NOx的还原率大幅降低，氨气的逃逸率大幅升高，脱硝系统各项参数无法达标。环保要求机组负荷在50%BMCR时，脱硝系统就应该正常投运。但机组负荷400MW以下SCR区进口烟温就会低于300℃，负荷在300MW时SCR进口烟温约为285℃，脱硝系统解列。在冬季，全天机组负荷在400MW以下的时间大于12小时，严重影响脱硝投入率。为了保证脱硝系统不停运，只能设法提高SCR区进口烟温。锅炉吹灰时，投运半数吹灰器，保证锅炉受热面不大量积灰的情况下，提高SCR区的进口烟温；适当增加锅炉总风量，提高排烟温度；加强与调度联系，尽量维持机组负荷大于400MW，但这些都是暂时性的措施，要保证锅炉大于50%BMCR时，脱硝系统正常运行，需重新选择合适的低温催化剂。
　　2 计量分配模块调节阀调节不灵敏
　　计量分配模块6只喷枪分为两组。运行中每只喷枪流量相等，使尿素溶液均匀地喷入热解炉内且充分热解。但实际运行中计量分配模块的流量调节阀死区大，开度指令与反馈大于4%才会动作，动作后对应的喷枪流量会突增导致6支喷枪的流量偏差大，且流量突增使热解炉温度突降几度，影响热解率，且在热解炉后尿素凝结堵塞管道，不利于计量分配模块的精确调节。可以减小计量分配模块流量调节阀的调节死区，使每只喷枪的流量能够均匀精准调整，保证尿素热解完全，流量不会突升，热解炉出口风温不会突降，脱硝效率曲线更加平稳。
　　3 计量分配模块喷枪流量自动下降
　　运行中计量分配模块流量调节阀开度不变时，喷枪流量会动慢慢变小。观察发现，计量分配模块处管径较细，在锅炉上部空旷处，正对风口，散热多。测量尿素溶液管道温度，冬季-5℃，夏季30℃，尿素溶液溶解不充分。计量分配模块流量调节阀有节流，尿素结晶可能在计量分配模块处聚积，减小了流量调节阀的实际通流面积。运行中应该增加尿素溶液循环管道的伴热，保证尿素溶液温度不低于82℃。减少计量分配模块流量调节阀的调节次数，减小设备磨损，确保脱硝曲线效率曲线在合格范围内。
　　4 热解炉一次风量波动大
　　脱硝系统热解一次风采用空预器出口热一次风，灰分含量偏大，系统管道或风量测点有堵塞现象，系统热解一次风量波动大。由于氨气易燃易爆，所以在热解炉出口氨气的浓度要严格控制在6%以内。当热解一次风波动大时，为避免风量低引起的脱硝系统跳闸，将热解一次风量增大，现#5、6炉分别>8000、7000Nm3/h。但设计值为4200Nm3/h，热解炉功率有限。在机组高负荷或者配煤掺烧时，机组NOx总量增大，尿素溶液量增大，使热解炉出口温度下降。为了使尿素热解充分，必须保证热解炉出口>330℃，这样就限制了脱硝系统出力。建议在脱硝热解风量低跳闸逻辑中加入与热解一次风调阀和至脱硝AIG A、B侧风压低的逻辑；增加热解一次风流量测点的防堵吹扫；设法降低热解一次风中的灰分含量，防止管道堵塞。
　　5 热一次风电加热自动问题