火電廠鍋爐脫硝尿素法SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)
本文介紹了尿素法煙氣SCR脫硝工藝在330MW火電機(jī)組的應(yīng)用實(shí)例，對(duì)尿素法煙氣SCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)、調(diào)整方法、常見異常進(jìn)行了總結(jié)和分析。通過加強(qiáng)對(duì)脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)整和合理維護(hù)，保障機(jī)組脫硝設(shè)備穩(wěn)定、環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
一、脫硝系統(tǒng)簡介
大唐某發(fā)電有限責(zé)任公司安裝兩臺(tái)330MW燃煤機(jī)組，鍋爐均為東方 鍋爐(集團(tuán))股份有限公司制造的亞臨界、四角切圓、自然循環(huán)汽包爐，脫硝設(shè)備采用低氮燃燒器+選擇性催化還原法（以下簡稱：SCR）全煙氣脫硝；燃燒器為低氮燃燒器，SCR反應(yīng)器布置于鍋爐省煤器出口與空預(yù)器之間，為高粉塵布置。
脫硝設(shè)備采用尿素作為還原劑，每臺(tái)鍋爐設(shè)一套尿素溶液熱解爐，將空預(yù)器出口約300℃熱一次風(fēng)用電加熱器加熱到約600℃，尿素溶液由不銹鋼噴射器霧化后噴入熱解爐迅速熱解，產(chǎn)生SCR反應(yīng)器所需的氨氣（以下簡稱：NH3）。每臺(tái)爐設(shè)置1套尿素溶液計(jì)量分配裝置，能精確地測量和控制輸送到分解室的尿素溶液流量。
在設(shè)計(jì)煤種及校核煤種鍋爐較大工況（BMCR）下，低氮燃燒器使SCR入口氮氧化物（以下簡稱：NOx）濃度小于350mg/Nm3，煙氣在省煤器出口處被平均分成兩路，并行進(jìn)入垂直布置的SCR反應(yīng)器里，向下流過均流器、催化劑層，SCR反應(yīng)器使SCR出口NOx濃度小于100mg/Nm3，隨后進(jìn)入回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、電除塵器、引風(fēng)機(jī)和FGD，后通過煙囪排入大氣。
二、SCR運(yùn)行調(diào)整注意事項(xiàng)
1.SCR出口兩側(cè)煙氣平均值：NOX濃度不大于100mg/Nm3；氨逃逸小于3ppm；脫硝效率不小于80%。
2.SCR入口煙氣溫度維持在300～400℃。
3.若機(jī)組負(fù)荷太低，SCR入口煙氣溫度低于295℃，為防止催化劑活性下降和大量銨鹽生成，使催化劑、空預(yù)器結(jié)垢，要停止尿素?zé)峤庀到y(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)，停止向SCR反應(yīng)器噴入NH3。
4.機(jī)組加負(fù)荷后，當(dāng)SCR入口煙溫超過295℃時(shí)，啟動(dòng)尿素循環(huán)和熱解系統(tǒng)，繼續(xù)向SCR反應(yīng)器噴入NH3。
5.脫硝系統(tǒng)正常運(yùn)行中，低氮燃燒器和尿素?zé)峤庀到y(tǒng)要配合使用，在鍋爐燃燒穩(wěn)定、飛灰含碳量不明顯增加的情況下要盡可能發(fā)揮低氮燃燒器的作用，減少尿素流量。
6.鍋爐正常運(yùn)行中，尿素?zé)峤庀到y(tǒng)運(yùn)行異常時(shí)，在鍋爐燃燒穩(wěn)定的情況下，可以將低氮燃燒器的作用發(fā)揮至大（全開SOFA風(fēng)），但要加強(qiáng)尾部煙道、SCR、空預(yù)器吹灰。
7.控制熱解爐出口溫度在370～390℃，最高不超過420℃。當(dāng)出口溫度低于350℃，應(yīng)減少尿素量，開大SOFA風(fēng)，控制脫硫吸收塔出口NOx小于100mg/Nm3，若SOFA風(fēng)開至最大后脫硫吸收塔出口NOx超過100mg/Nm3時(shí)，要及時(shí)減負(fù)荷。當(dāng)熱解爐出口溫度低于338℃，立即停止尿素噴槍運(yùn)行。
8.控制熱解爐入口溫度不超過600℃，熱解爐本體溫度不超過400℃。
9.為防止噴氨支管及噴嘴積灰堵塞，在電加熱器故障停運(yùn)后，維持熱一次風(fēng)至熱解爐門開啟。
10.尿素噴槍應(yīng)對(duì)角投入運(yùn)行，增加尿素流量前應(yīng)提前增加電加熱器出力，減小尿素流量后應(yīng)減小電加熱器出力。
11.尿素溶液濃度在50%左右，單支噴槍出力不超過120L/h。
12.當(dāng)氨逃逸濃度超過設(shè)定值，而SCR出口NOx濃度沒有達(dá)到設(shè)定要求時(shí)，不要繼續(xù)增大尿素溶液的噴射量，而應(yīng)先減少尿素溶液噴射量，把氨逃逸濃度降低至允許的范圍后，再查找氨逃逸高的原因，把氨逃逸率高的問題解決后，才能繼續(xù)增大尿素溶液噴射量，以保持SCR出口NOx在允許的范圍內(nèi)。
13.鍋爐點(diǎn)火后，SCR聲波吹灰器立即投入運(yùn)行，聲波吹灰器投自動(dòng)，每兩個(gè)吹灰器為一組，吹掃周期為10min，8組吹灰器循環(huán)進(jìn)行吹灰不間斷；當(dāng)鍋爐停爐吹掃后，停止引風(fēng)機(jī)前，停止SCR聲波吹灰器。在鍋爐運(yùn)行期間，無特殊原因，SCR聲波吹灰器應(yīng)保持連續(xù)運(yùn)行。
14.鍋爐啟動(dòng)正常，SCR正常運(yùn)行后，投入SCR蒸汽吹灰器，吹掃周期為每兩天一次，第一個(gè)前夜班進(jìn)行。SCR蒸汽吹灰器投入前，必須充分暖管疏水。
三、脫硝SCR系統(tǒng)常見故障及處理
1.發(fā)生下列情況之一時(shí)，應(yīng)立即中斷尿素噴射，停運(yùn)脫硝系統(tǒng)：
a)SCR入口煙氣溫度小于295℃。
b)SCR入口煙氣溫度大于450℃。
c)鍋爐MFT。
d)儀用氣源故障。
e)熱解爐出口溫度＜338℃。
f)危及人身、設(shè)備安全時(shí)。
2.SCR出口NOx濃度異常
原因分析：
需氨量自動(dòng)給定值異�；蚪o定值過髙、過低；制粉系統(tǒng)方式變化，燃燒區(qū)溫度過高，造成煙氣中NOx濃度增大；尿素噴槍流量異常增大或降低；尿素噴槍霧化空氣流量異常增大或降低，或尿素噴槍投入、退出運(yùn)行；熱解爐故障停運(yùn)；熱解爐尾部或噴氨格柵堵塞；熱風(fēng)流量過低。
處理方法：
避免手動(dòng)方式大幅度調(diào)整尿素流量；檢查尿素流量和NOx濃度設(shè)定是否正常；制粉系統(tǒng)方式變化前，提前調(diào)控尿素流量和NOx濃度設(shè)定；熱解爐內(nèi)溫度和熱解爐尾部溫度異常時(shí)，檢查電加熱器；尿素噴槍退出運(yùn)行時(shí)，查明原因、消除故障后及時(shí)投入；同流量下某支尿素噴槍調(diào)整門開度明顯增大，或某支尿素噴槍流量明顯偏低時(shí)，及時(shí)進(jìn)行檢修清理；檢查尿素噴槍霧化壓縮空氣是否正常投入，必要時(shí)檢查尿素噴槍霧化效果，霧化效果差的噴槍不得投入運(yùn)行；調(diào)節(jié)熱風(fēng)流量在設(shè)計(jì)值左右；尿素噴槍霧化壓縮空氣壓力低于0.5MPa時(shí)，檢查霧化壓縮空氣系統(tǒng)。
3.熱解爐電加熱器超溫
原因分析：
電加熱器內(nèi)部嚴(yán)重積灰、結(jié)晶；熱解爐尾部或噴氨格柵結(jié)晶堵塞。
處理方法：
提高一次風(fēng)系統(tǒng)壓力，進(jìn)行吹掃；減少熱解爐尿素噴槍流量，設(shè)法提高熱解爐尾部溫度；停運(yùn)尿素?zé)峤庀到y(tǒng)，疏通熱解爐尾部或噴氨格柵結(jié)晶堵塞。
4.空預(yù)器堵塞
原因分析：
氨逃逸率大；SCR入口煙氣溫度低；煙氣中含硫濃度大；空預(yù)器吹灰不及時(shí)。
處理方法：
開大低氮燃燒器SOFA風(fēng)，降低SCR入口NOx濃度，減少噴氨量，控制氨逃逸在合格范圍內(nèi)；調(diào)整鍋爐燃燒或增加負(fù)荷，提高SCR入口煙氣溫度；合理摻配入爐煤，降低煙氣硫份；加強(qiáng)空預(yù)器吹灰。
5.催化劑運(yùn)行故障的處理
催化劑壓損過大，應(yīng)啟動(dòng)吹灰器及時(shí)吹掃、疏通，吹灰無效果，當(dāng)SCR催化劑總阻力超過1.5KPa，應(yīng)停運(yùn)脫硝系統(tǒng)；催化劑效率降低、氨逃逸率高應(yīng)減少尿素噴射量，降低脫硝效率運(yùn)行；催化劑燒結(jié)應(yīng)停運(yùn)脫硝系統(tǒng)更換催化劑；在啟動(dòng)、主燃料跳閘、更換燃料、大的負(fù)荷變動(dòng)、停機(jī)時(shí)可能產(chǎn)生因?yàn)椴煌耆紵蝈仩t故障而產(chǎn)生的油霧等易燃物，如果油霧、可燃物或煙灰落到催化劑上，進(jìn)而粘附在催化劑上應(yīng)停爐處理。
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