遵照國家環(huán)保部GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，中電投河南電力有限公司下屬開封電廠2×600MW、魯陽電廠2×1000MW機組，相繼于2014年完成脫硝改造并投運，NOx排放均達到標(biāo)準(zhǔn)要求，但也曝露出一些問題，針對這些問題，我們組織相關(guān)部門和專業(yè)技術(shù)人員進行認(rèn)真分析，提出了解決方法，達到了安全、經(jīng)濟運行的目的。


系統(tǒng)簡介

四臺火電機組煙氣脫硝改造工程，均是由重慶遠達環(huán)保設(shè)計制造，采取選擇性催化還原(SCR)法來達到去除煙氣中NOx的目的，催化劑的型式采用國產(chǎn)蜂窩式，選用重慶遠達催化劑制造有限公司的產(chǎn)品。脫硝率不低于81%(NOx為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，6%含氧量，干基)，100%煙氣脫硝，裝置可用率不小于98%。

SCR反應(yīng)器采用高灰型工藝布置(即反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器與空預(yù)器之間)，煙氣脫硝裝置SCR系統(tǒng)能在鍋爐煙氣溫度316～427℃條件下連續(xù)運行，煙道部分最大允許溫度為430℃，當(dāng)煙氣溫度低于310℃時，噴氨跳閘。

脫硝系統(tǒng)均是兩臺機組共用一套液氨儲存與供應(yīng)系統(tǒng)，外購液氨通過液氨槽車運至液氨儲存區(qū)，通過往復(fù)式卸氨壓縮機將液氨儲罐(2個)中的氣氨壓縮后送入液氨槽車，利用壓差將液氨槽車中的液氨輸送到液氨儲罐中;液氨經(jīng)氨蒸發(fā)器(2個)蒸發(fā)成氣氨后進入氣氨儲罐(3個)，氣氨通過稀釋風(fēng)機(每臺鍋爐2臺)稀釋后，分別經(jīng)過兩臺機組的噴氨格柵送入SCR反應(yīng)器(每臺鍋爐2個)。

按(NOX/NH3)1:1的比例噴入鍋爐煙氣中的NH3在SCR反應(yīng)器中催化劑的作用下與煙氣中NOX按下述化學(xué)反應(yīng)式進行反應(yīng)，從而達到降低排煙中NOX含量的目的。

化學(xué)反應(yīng)式如下：

4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H2O

6NO2+8NH3 → 7N2+12H2O

6NO+4NH3 → 6H2O+5N2

脫硝裝置按入口NOx濃度500mg/Nm3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，6%含氧量，干基)、處理100%煙氣量及81%脫硝效率進行設(shè)計。不設(shè)SCR反應(yīng)器煙氣旁路。反應(yīng)器入口煙道設(shè)置灰斗，出口煙道不設(shè)置灰斗。采用蜂窩式催化劑，按“2+1”模式布置，備用層在下。反應(yīng)器層間高度不低于3.2米。

催化劑能滿足在煙氣溫度不高于427℃的情況下長期運行，同時催化劑應(yīng)能承受運行溫度450℃不高于5小時的考驗，而不產(chǎn)生任何損壞。采用雙介質(zhì)吹灰方式，即耙式半伸縮蒸汽吹灰器和膜片式聲波吹灰器。

每臺反應(yīng)器催化劑布置9臺半伸縮耙式蒸汽吹灰器和15臺膜片式聲波吹灰器(包括備用層吹灰器數(shù)量)，單爐配2臺反應(yīng)器共設(shè)18臺耙式蒸汽吹灰器和30臺聲波吹灰器，包含預(yù)留備用層吹灰器數(shù)量。在每個脫硝反應(yīng)器進、出口安裝實時煙氣參數(shù)監(jiān)測裝置，具有就地和遠方監(jiān)測顯示功能。

脫硝設(shè)備年利用小時按6500小時考慮，運行小時按8000小時考慮。脫硝裝置可用率不小于98%。裝置服務(wù)壽命為30年。催化劑壽命從首次注氨開始到更換或加裝新的催化劑之前，運行小時數(shù)作為化學(xué)壽命被保證(Nox 脫除率不低于81%，氨的逃逸率不高于3ppm)不低于24000小時。催化劑的機械壽命不少于10年。在滿足NOx脫除率、氨的逃逸率及SO2/SO3轉(zhuǎn)化率的性能保證條件下，SCR系統(tǒng)具有正常運行能力。最低連續(xù)運行煙溫316℃，最高連續(xù)運行煙溫427℃。

脫硝還原劑采用液氨，根據(jù)GB 1838《重大危險源辨識》，該藥品屬于重大化學(xué)危險物品，其輸送、卸料、貯存和使用必須遵守《危險化學(xué)品安全管理條例》、《關(guān)于加強化學(xué)危險物品管理的通知》和GB15603《常用化學(xué)危險品貯存通則》及其他相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)要求。

脫銷運行問題分析

脫硝還原劑液氨，無色，有強烈刺激味，有毒，屬重大危險源，輸送、卸料、貯存和使用均存在危險性，液氨在各個生產(chǎn)過程中均處在高壓狀態(tài)，有泄漏風(fēng)險。在實際生產(chǎn)過程中曾發(fā)生過輕微泄漏，由于有毒特性，難于處理;

由于運行方式、燃用煤種、風(fēng)量配比、環(huán)境溫度等因素影響，脫硝系統(tǒng)曾出現(xiàn)過50 % B—MCR工況，SCR裝置入口煙溫低造成噴氨跳閘，脫硝退出運行;

由于設(shè)計、安裝、選型等因素影響，脫硝系統(tǒng)曾出現(xiàn)過稀釋風(fēng)流量低，噴氨跳閘，脫硝退出運行;

由于電網(wǎng)需要機組深度調(diào)峰，期間由于SCR裝置入口煙溫低，兩臺機組脫硝均退出運行，相應(yīng)的液氨蒸發(fā)系統(tǒng)隨之停運。深度調(diào)峰結(jié)束后，兩臺機組同時投運噴氨，同時投液氨蒸發(fā)器，由于液氨中存在雜質(zhì)形成泥堆積、緩沖罐容量小、液氨蒸發(fā)器出力小、氣氨系統(tǒng)管道長、氣氨壓縮特性、投運調(diào)整不同步，造成氣氨系統(tǒng)壓力反復(fù)振蕩，氣氨壓力達高、低限造成兩臺機組脫硝系統(tǒng)跳閘。

脫硝運行優(yōu)化措施

一是根據(jù)液氨的有毒特性，嚴(yán)格按照有關(guān)法規(guī)，規(guī)范輸送、卸料、貯存和使用的各個相關(guān)過程，備足防護用品;制訂了液氨泄漏處理預(yù)案，并多次進行液氨泄漏演練，取得了良好的效果。

根據(jù)安健環(huán)理念，針對卸氨操作中出現(xiàn)的泄漏概率較高，專門制訂了液氨卸料規(guī)定，要求卸氨工作非必要情況下，必須白天上午進行，保證一旦出現(xiàn)泄漏后，有足夠的技術(shù)力量和時間進行消漏，必要時便于人員撤離和疏散。該規(guī)定已在實際卸氨過程中發(fā)揮過重大作用。

二是針對SCR裝置入口煙溫低造成噴氨跳閘，通過開啟送風(fēng)機、一次風(fēng)機熱風(fēng)再循環(huán)，調(diào)整各層風(fēng)配比、各層磨煤機出力、爐膛火焰高度，必要時適當(dāng)增大氧量，并通過技術(shù)分析將SCR裝置入口煙溫跳閘值降低為305℃等方法，基本保證了機組在40 % B—MCR工況以上的可靠連續(xù)運行，滿足了實際運行需要。

三是稀釋風(fēng)流量低曾多次造成脫硝系統(tǒng)跳閘，根據(jù)設(shè)計方案及現(xiàn)場安裝情況得出，稀釋風(fēng)機出力不能滿足系統(tǒng)需要，為保證系統(tǒng)運行經(jīng)測算，將稀釋風(fēng)流量低定值降低至6300Nm3/h。各機組在今年的超潔凈排放改造中，相繼更換了更大出力的稀釋風(fēng)機，徹底解決了該問題。

四是機組深度調(diào)峰造成脫硝系統(tǒng)停運，對省調(diào)機組開封電廠影響很大。為避免兩臺機組投運噴氨時相互擾動，深度調(diào)峰結(jié)束后，采用兩臺機組一前一后退出深調(diào)，錯開投運噴氨，在一定程度上降低了氣氨系統(tǒng)振蕩，保證了噴氨及時投入。通過運行方式調(diào)整，降低了噴氨投運最低負(fù)荷;今年超潔凈排放改造，更換了大容量液氨蒸發(fā)器，基本解決了該問題。

針對液氨泥堆積問題，機組超潔凈排放改造期間，進行了一次液氨泥清理，解決了液氨泥堆積問題，也給以后的運行調(diào)整積累了經(jīng)驗。

通過長期的運行積累，我們對運行中出現(xiàn)的問題進行認(rèn)真分析，提出了符合機組安全經(jīng)濟運行的有效措施，并通過調(diào)整試驗，提高了脫硝系統(tǒng)的負(fù)荷適應(yīng)性;合理的技術(shù)改造、科學(xué)的組織措施和方案、精心細(xì)致的操作是機組脫硝系統(tǒng)可靠運行的安全保障。

(來源：微信公眾號“中國水泥備件網(wǎng)”ID：cement_365)