660MW塔式直流炉SCR烟气脱硝喷氨调整探讨与研究

北极星环保网讯:针对塔式直流炉烟道的布置特点，对于采用SCR烟气脱硝工艺，由于烟气流场在烟道内的不均，喷氨量与烟气流场不能完全匹配调，氨气与NOx不能全部混合，造成氨逃逸过大，NOx排放浓度难以控制。经过分析及试验提出通过调整喷氨不均以适应烟气流场不均，提高氨气与NOx充分混合程度，降低氨逃逸，达到喷氨投入自动控制的目的。

关键词：塔式直流炉,SCR,脱硝工艺,喷氨调整

神华国能哈密电厂4×660MW国产超临界空冷燃煤发电机组。锅炉为上海锅炉厂生产的2236t/h超临界参数变压运行螺旋管圈直流锅炉，单炉膛塔式布置、四角对冲正反切向燃烧、摆动喷嘴调温、一次再热、平衡通风、全钢架悬吊结构、紧身封闭布置、固态排渣。机组设有烟气除尘、脱硫、脱硝装置。

烟道采用单烟道型式，脱硝系统采用选择性催化还原（SCR）工艺技术，在设计煤种、锅炉最大工况BMCR、处理100%烟气量条件下，在入口NOx含量在300mg/Nm3时，效率按不小于80%设计，布置在锅炉省煤器和空预器之间，三层催化剂为“2＋1”模式。主机采用艾默生DCS操作系统，辅控采用新华DCS操作系统。

1．脱硝设备概述：

锅炉燃烧器采用高级复合空气分级低NOx切向燃烧技术和炉膛布置的匹配来满足NOx的排放浓度不超过200mg/Nm3（O2=6%），根据煤粉燃烧时NOx的生成机理，减少挥发份氮转化成NOx，其主要方法是建立早期着火和使用控制氧量的燃料/空气分级燃烧技术。主要特点有：

a.采用对冲同心正反切圆燃烧系统；

b.采用两级燃尽风实现对燃烧区域过量空气系数的多级控制；

c.偏置辅助风和两级燃尽风形成的燃烧区域水平方向的空气分级；

d.采用快速着火煤粉喷嘴。

还原剂采用液氨，通过氨区蒸发装置，制成合格氨气供应至SCR区域。SCR采用单反应器型式。反应器尺寸(W×D×H)为：13.86m×29.11m×13.20m，布置于锅炉烟道55m处。喷氨格栅布置于锅炉烟道85m处，烟道截面尺寸13.5m×7.8m，再通过混合器使氨气与烟气充分混合，经过均流板再进入下部的反应器完成脱硝工艺。

喷氨注入格栅包括注射喷嘴的集管和支管。设置7组共21根支管，每组三根支管在7.8m的烟道内分别通过近、中、远的位置向烟道内通过喷嘴喷射氨气，每根支管上共9对喷嘴（对称布置），共1134只。21根支管分别设置流量调节阀进行供氨流量的调节。

喷氨注入格栅布置示意图：

2.问题状况

2015年10月份之前，机组经过调试试运，将喷氨格栅各支管差压均调节为100Pa，调试人员认为锅炉烟道烟气流场在经过喷氨格栅时是均匀稳定的，自喷氨开始，经过混合器及均流板，并经过40m烟道的充分混合，氨气与烟气至SCR催化剂层反应完全，SCR出口CEMS取样点的混合烟气已具代表性。

四台机组经过调试、试运后，烟囱出口NOx浓度数据随工况变化及喷氨量的变化而发生一定变化，但SCR出口NOx浓度数据波动变化很小，SCR出口与烟囱出口的NOx浓度数据变化偏差很大，SCR出口NOx浓度数据上传至艾默生DCS操作系统，烟囱出口NOx浓度数据上传至新华DCS操作系统，由于DCS操作系统艾默生（主机）与新华系统（辅控）不兼容，自动跟踪一直无法投入运行，运行操作上很难控制，而且氨逃逸率一直居高不下，经常超过3ppm，且时常超仪表量程，过量未反应的氨气在空预器中与烟气中的SO3生成硫酸氢铵。硫酸氢铵的露点温度为147℃，液态的硫酸氢氨粘性很强，吸附烟气中的灰尘，会造成空预器的堵塞（空预器冷端温度一般在120-130℃），严重影响机组的安全稳定经济运行。

延伸阅读：

SCR烟气脱硝喷氨自动控制分析及优化

燃煤电厂灵活调峰宽温差SCR脱硝催化剂以及超低排放技术

大型燃煤机组SCR脱硝系统优化