【文章內(nèi)容簡介】 會(huì)增加 NOx 的泄漏量。當(dāng)速度分布均勻，流動(dòng)方向調(diào)整得當(dāng)時(shí)， NOx轉(zhuǎn)化率、液氨泄漏量及催化劑的壽命才能得到保證。采用合理的噴嘴格柵，并為 NH3和廢氣提供足夠長的混合通道，是使 NH3和廢氣均勻混合的有效措施。 SCR煙氣脫硝系統(tǒng)以氨作為還原介 質(zhì) ,供氨系統(tǒng)包括氨的儲(chǔ)存、蒸發(fā)、輸送與噴氨系統(tǒng)。氨的供應(yīng)有 3種方式 : 液氨 （ 純氨 NH3, 也稱無水氨或濃縮氨 ） , 氨水 （ 氨的水溶液 , 通常為 25%～ 32%的氫氧化銨溶液 ） 與尿素 （ 40%～ 50%的尿素顆粒溶液 ） 。 目前 , 電廠鍋爐 SCR裝置普遍使用的是液氨。液氨屬化學(xué)危險(xiǎn)物質(zhì) , 對(duì)液氨的運(yùn)輸與卸載等處理有非常嚴(yán)格的規(guī)程與規(guī)定 , 歐洲很多電廠的液氨供應(yīng)僅允許使用鐵路運(yùn)輸。采用氨水就可以避開適用于液氨的嚴(yán)格規(guī)定。雖然氨水可在常壓下運(yùn)輸和儲(chǔ)存 , 但經(jīng)濟(jì)性差 , 需要額外的設(shè)備和能量消耗 , 并需采用特殊的噴嘴 將氨水噴入煙氣。德國僅有個(gè)別電廠使用氨水作為 SCR 的還原劑。 采用液氨作為還原劑時(shí) , 在噴入煙氣管道前需采用熱水或蒸汽對(duì)液氨進(jìn)行蒸發(fā)。氨被蒸發(fā)為氨氣后 , 通常從送風(fēng)機(jī)出口抽取一小部分冷空氣 （ 約占鍋爐燃燒總風(fēng)量的 %～%)作為稀釋風(fēng) , 對(duì)其進(jìn)行稀釋混合 , 形成濃度均勻的氨與空氣的混合物 （ 通常將氨體積含量控制在 5%以內(nèi) ）， 通過布置在煙道中的網(wǎng)格狀氨噴嘴均勻噴入 SCR 反應(yīng)塔前的煙氣管道。 （注：稀釋風(fēng)機(jī)抽取環(huán)境空氣與氨氣稀釋混合后經(jīng)噴氨格柵流入煙道的做法現(xiàn)在也很***電廠 4 300 MW機(jī)組 3號(hào) 鍋爐煙氣脫硝 SCR 及公用系統(tǒng)改造工程操作維護(hù) 手冊 11 流行。） 大型燃煤電 廠鍋爐煙氣管道尺寸非常龐大 ， 如前所述 ， SCR噴氨系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)之一 , 是如何保證 SCR反應(yīng)塔入口的煙氣流速和 NOx濃度的分布與噴入氨的濃度分布相一致 , 以得到較高的脫硝效率并避免氨逃逸。 為了提高 SCR裝置的運(yùn)行性能 , 同時(shí)防止飛灰腐蝕與堵塞問題 , 要求煙氣均勻進(jìn)入SCR反應(yīng)塔 。 采取的技術(shù)措施是采用煙氣導(dǎo)流擋板與均流裝置盡可能使反應(yīng)塔入口煙氣的溫度、速度與 NOx 濃度均勻分布。 SCR 反應(yīng)塔的最佳形狀與煙氣導(dǎo)向擋板和均流裝置的最佳結(jié)構(gòu) , 通常是通過煙氣冷態(tài)流動(dòng)模型試驗(yàn)并結(jié)合三維兩相流動(dòng)數(shù)值模擬計(jì) 算結(jié)果來確定的。 同時(shí) , 根據(jù)煙氣速度分布與 NOx 的分布 , 需要采用覆蓋整個(gè)煙道截面的網(wǎng)格型多組噴嘴設(shè)計(jì) , 把氨與空氣的混合物均勻地噴射到煙氣中 , 并采用多組閥門以盡量單獨(dú)控制各噴嘴的噴氨量。為使氨與煙氣在 SCR 反應(yīng)塔前有較長的混合區(qū)段以保證充分混合 , 應(yīng)盡可能使氨從遠(yuǎn)離反應(yīng)塔入口處噴入。 SCR脫硝效率是通過噴氨量來調(diào)整的 , 因此噴氨部位的選取同 NH3/NOx 比摩爾比一樣重要。加氨部位應(yīng)在 NOx 濃度及煙氣流速分布均勻的地方。加氨量是根據(jù) SCR入口 NOx 濃度和允許的 NOx 排放濃度 , 通過反饋信號(hào)來 修正噴氨量 。 NH3/NOx 摩爾比表示需要的噴氨量的多少。脫硝效率一般隨 NH3/NOx摩爾比的增大而增大 , 但當(dāng) NH3/NOx摩爾比大于 時(shí) , 氨逃逸量會(huì)急劇增大。同時(shí) , 氨氧化等副反應(yīng)的反應(yīng)速率也將增大。所以 ， 實(shí)際運(yùn)行中通常將 NH3/NOx摩爾比控制在 ～ 。本工程的摩爾比限幅在 ～ 之間。 NOx的在線監(jiān)測 由于噴氨量及 NOx排放濃度均根據(jù) NOx在線監(jiān)測儀表的指示值來控制，因此 NOx在線監(jiān)測儀表的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，直接關(guān)系到催化脫硝裝置的運(yùn)行效益、 NOx的排放濃度等指標(biāo) 的高低。為此， NOx在線監(jiān)測儀表需要設(shè)置專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)、校驗(yàn)與檢修。 氨逃逸的危害 SCR 反應(yīng)塔出口煙氣中未參與反應(yīng)的氨 (NH3)稱為氨逃逸。氨逃逸量一般隨 NH3/NOx 摩爾比的增大與催化劑的活性降低而增大。因此 , 氨逃逸量的多少可反映出 SCR 系統(tǒng)運(yùn)行性能的好壞及催化劑活性降低的程度。在很多情況下 , 可依據(jù)氨逃逸量確定是否需要添加或更換 SCR 反應(yīng)塔中的催化劑 。 SCR系統(tǒng)日常運(yùn)行中監(jiān)測氨逃逸量的經(jīng)濟(jì)實(shí)用方法是對(duì)飛灰氨含量進(jìn)行測試分析。氨逃逸會(huì)導(dǎo)致 ： 生成硫酸銨鹽造成催化劑與空 氣預(yù)熱器沾污積灰與堵塞腐蝕 ， 煙氣阻力損失增大 ； 飛灰中的氨含量增大 , 影響飛灰質(zhì)量 ； FGD脫硫廢水及空氣預(yù)***電廠 4 300 MW機(jī)組 3號(hào) 鍋爐煙氣脫硝 SCR 及公用系統(tǒng)改造工程操作維護(hù) 手冊 12 熱器清洗水的氨含量增大。 對(duì)于燃煤電廠鍋爐 , 當(dāng) SCR布置在空氣預(yù)熱器前時(shí) , 硫酸銨鹽會(huì)沉積在空氣預(yù)熱器的受熱面上而產(chǎn)生堵塞、沾污積灰與腐蝕問題。早期設(shè)計(jì)的 SCR要求逃逸控制在 5181。L/L以下 , 但目前的設(shè)計(jì)要求是將氨逃逸控制在 3181。L/L以內(nèi) , 目的是盡量減少硫酸銨鹽的形成 , 以減少氨逃逸對(duì) SCR下游設(shè)備的影響。 硫酸銨鹽的生成取決于 NH3/NOx摩爾比、煙氣溫度與 SO3 濃度以及所使用 的催化劑成分。煙氣中 SO3的生成量取決于 2個(gè)因素 ： 鍋爐燃燒形成的 SO3 以及 SCR反應(yīng)塔中 SO2 在催化劑的作用下氧化形成的 SO3。 SCR設(shè)計(jì)中通常要求 SO2/SO3 轉(zhuǎn)化率小于 %。對(duì)于硫酸銨鹽造成的堵塞問題 , 大多數(shù)電廠使用吹灰器進(jìn)行清洗。經(jīng)驗(yàn)表明 , 硫酸氫銨容易用水清除 , 安裝 SCR后空氣預(yù)熱器的清洗次數(shù)要增加 , 必要時(shí)空氣預(yù)熱器低溫段受熱面采用搪瓷材料以避免酸腐蝕。 6 主要編制依據(jù) 6?1 山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 3號(hào) 機(jī)組煙氣脫硝 SCR 及公用系統(tǒng) 改造 工程技術(shù)協(xié)議。 6?2 山西陽光發(fā)電 有限責(zé)任公司 3號(hào) 機(jī)組煙氣脫硝 SCR 及公用系統(tǒng)工程 合同及附件。 6?3 業(yè)主提供的有關(guān)設(shè)計(jì)資料。 6?4 山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 3號(hào) 機(jī)組煙氣脫硝 SCR及公用系統(tǒng) 工程 技術(shù)設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)會(huì)議紀(jì)要。 7 主要設(shè)計(jì)原則 脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須充分考慮安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、適用。 嚴(yán)格按照 山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 3 號(hào) 機(jī)組煙氣脫硝 SCR 及公用系統(tǒng)工程 合同及附件、設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)紀(jì)要等 設(shè)計(jì)依據(jù)進(jìn)行工作。 脫硝工藝采用 SCR 法，爐外布置，脫硝系統(tǒng)設(shè)置煙氣旁路。 8 性能保證 定義 NOx 濃度 計(jì)算方法 煙氣中 NOx 的濃度（干基、 標(biāo)態(tài)、 6%O2）計(jì)算方法為： 式中： 23 21 )/()/( OLLNONmmgNO x ????? ?***電廠 4 300 MW機(jī)組 3號(hào) 鍋爐煙氣脫硝 SCR 及公用系統(tǒng)改造工程操作維護(hù) 手冊 13 NOx（ mg/Nm3）： 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)， 6%氧量、干煙氣下 NOx 濃度， mg/Nm3； NO（ 181。L/L）： 實(shí)測干煙氣中 NO體積含量， 181。L/L； O2： 實(shí)測干煙氣中氧含量， %； ： 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)（在 NOx中， NO 占 95%， NO2 占 5%）； ： NO2由體積含量 181。L/L 到質(zhì)量含量 mg/m3 的轉(zhuǎn)換系數(shù)。 本技術(shù)協(xié)議中提到的 NOx 均指修正到標(biāo)態(tài)、干基、 6%O2時(shí)的煙氣中 NOx 濃度。 脫硝效率 脫硝效率計(jì)算方法如下： 脫硝效率 = C1C2 100% C1 式中： C1：脫硝系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)脫硝反應(yīng)器入口處煙氣中 NOx 含量（ mg/Nm3）； C2：脫硝系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)脫硝反應(yīng)器出口處煙氣中 NOx 含量（ mg/Nm3）。 氨逃逸濃度 氨逃逸濃度是指在脫硝反應(yīng)器出口的氣態(tài)氨濃度（標(biāo)態(tài)，干基、 6%O2）。 SO2/SO3轉(zhuǎn)化率 經(jīng)過脫硝裝置后，煙氣中 SO2轉(zhuǎn)化為 SO3的比率。 式中： SO3,出口 ： SCR 反應(yīng)器出口 6% O2含量、干煙氣條件下 SO3體積含量， 181。L/L； SO3,入口 ： SCR 反應(yīng)器入口 6% O2含量、干煙氣條件下 SO3體積含量， 181。L/L； SO2,入口 ： SCR 反應(yīng)器入口 6% O2含量、干煙氣條件下 SO2,體積含量， 181。L/L。 催化劑壽命 催化劑壽命是指其活性能夠滿足脫硝效率、氨逃逸等性能指標(biāo)時(shí)的連續(xù)使用時(shí)間。 脫硝裝置可用率 A：發(fā)電機(jī)組每年的總運(yùn)行時(shí)間（小時(shí)）。 %100??? A BA可用率100SO SOSO/ S OSO23332 ???，入口，入口，出口轉(zhuǎn)化率***電廠 4 300 MW機(jī)組 3號(hào) 鍋爐煙氣脫硝 SCR 及公用系統(tǒng)改造工程操作維護(hù) 手冊 14 B：每年因脫硝裝置故障導(dǎo)致的停運(yùn)時(shí)間（小時(shí)）。 性能指標(biāo)保證 在機(jī)組 60~100%ECR 正常運(yùn)行負(fù)荷范圍內(nèi)，初裝兩層催化 劑時(shí)，脫硝裝置須同時(shí)滿足脫硝效率、氨逃逸、 SO2/SO3轉(zhuǎn)化率、煙氣溫降及系統(tǒng)壓降等性能指標(biāo)。 脫硝效率 在入口 NOx 濃度不高于 1000mg/Nm3，保證氨逃逸濃度不大于 3181。L/L 條件下，保證脫硝效率和氨逃逸濃度： I、初裝時(shí)（第一次性能考核試驗(yàn)）最大脫硝效率不低于 86 %， NOx排放濃度不超過 140 mg/Nm3，該指標(biāo)作為第一次性能考核試驗(yàn)的保證指標(biāo)。 II、在催化劑化學(xué)壽命周期為 16000 小時(shí)滿之前，最大脫硝效率不低于 84 %。 III、在催化劑化學(xué)壽命周期 24000 小時(shí)滿之前 ，脫硝效率不低于 83 %， NOx排放濃度不超過 170 mg/Nm3。 氨逃逸 在正常投運(yùn) SCR 時(shí)，脫硝裝置的氨逃逸濃度不大于 3181。L/L。 SO2/SO3轉(zhuǎn)化率 在正常投運(yùn) SCR 時(shí)， SO2/SO3轉(zhuǎn)化率小于 %。 系統(tǒng)阻力 1）在性能考核試驗(yàn)時(shí)，煙氣脫硝 SCR 系統(tǒng)（指從鍋爐省煤器出口至空預(yù)器入口膨脹節(jié)之間）的整體阻力不大于 850 Pa，其中兩層催化劑設(shè)計(jì)阻力為 450 Pa。安裝備用層催化