SCR煙氣脫硝工藝具有活性高、選擇性強(qiáng)和對(duì)煙氣成分要求不高的優(yōu)點(diǎn)，是國內(nèi)脫硝工藝的首選。本文以嘉峪關(guān)電廠2×350MW機(jī)組SCR煙氣脫硝工程為例，主要介紹SCR裝置的安裝經(jīng)驗(yàn)，希望能為以后SCR煙氣脫硝工程的施工提供借鑒。

一、工程概述

本工程為東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司為嘉峪關(guān)電廠提供的2×350MW機(jī)組脫硝工程鍋爐煙氣脫硝裝置安裝工程。

本工程煙氣脫硝裝置2×350MW超超臨界機(jī)組燃煤鍋爐，脫硝裝置采用選擇性催化還原法（SCR）全煙氣脫硝。脫硝裝置反應(yīng)器布置于鍋爐省煤器出口與空預(yù)器之間，即高溫高塵布置。脫硝裝置采用氨作為還原劑，其制備和供應(yīng)采用液氨供應(yīng)系統(tǒng)。脫硝裝置調(diào)試合格后正常運(yùn)行半年內(nèi)進(jìn)行性能測試，性能測試期的各項(xiàng)性能指標(biāo)均能達(dá)到合同要求。

嘉峪關(guān)2×350MW煙氣脫硝工程燃煤機(jī)組鍋爐同步建設(shè)煙氣脫硝裝置，采用選擇性催化還原法（SCR）脫硝工藝，脫硝效率要求≥80%。

本工程脫硝裝置布置在爐外，呈露天布置，由東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司設(shè)計(jì)和成套供貨。每套脫硝裝置配有兩個(gè)反應(yīng)器，位于省煤器出口煙道和空氣預(yù)熱器的入口煙道之間。

二、SCR煙氣脫硝工程原理

選擇性催化還原法（SCR）脫硝技術(shù)是指在催化劑的作用下，還原劑（液氨）與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成無害的氮和水，從而去除煙氣中的NOx。選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOx發(fā)生還原反應(yīng)，而不與煙氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。

工藝流程：液態(tài)氨在注入SCR 系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化；氣化的氨和稀釋空氣混合，通過噴氨格柵噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中；充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應(yīng)器中催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，去除NOx。

三、重點(diǎn)安裝控制問題

（一）煙道系統(tǒng)安裝

煙氣在經(jīng)過鍋爐省煤器出口后平均分成兩路，每路煙氣各自進(jìn)入一個(gè)垂直布置的SCR反應(yīng)器里，即每臺(tái)鍋爐配有兩個(gè)反應(yīng)器。煙氣經(jīng)脫硝處理后進(jìn)入回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、靜電除塵器、引風(fēng)機(jī)和FGD，最后通過煙囪排入大氣。脫硝煙道連接鍋爐省煤器出口煙道、反應(yīng)器和鍋爐空預(yù)器，煙道橫截面為矩形。脫硝煙道系統(tǒng)還包括吸收熱位移的膨脹節(jié)。脫硝煙道的膨脹節(jié)采用非金屬膨脹節(jié)。煙道設(shè)置有SCR測點(diǎn)接管座。

需要特別說明的是注射柵格所在的SCR入口煙道在吊裝前按氨注射管道設(shè)計(jì)圖紙22DM211MX的要求，應(yīng)安裝好煙道內(nèi)部的氨注射柵格部件后再進(jìn)行吊裝。SCR入口煙道可自上往下吊裝；SCR入口煙道的安裝過程中需要插入非金屬膨脹節(jié)的安裝。煙道組件吊裝后，應(yīng)按照?qǐng)D紙要求，現(xiàn)場開相應(yīng)的測量管座孔并裝焊測點(diǎn)管座。煙道安裝焊縫應(yīng)保證密封，防止煙氣泄漏。

（二）SCR反應(yīng)器及反應(yīng)器附件安裝

SCR反應(yīng)器截面成矩形，反應(yīng)器的載荷通過它的兩側(cè)承重墻均勻地分布，向下傳遞，利用反應(yīng)器底部的彈性支座傳遞到SCR鋼構(gòu)架的支撐梁上。反應(yīng)器承重墻下部的支撐梁和側(cè)重下部的梁上安裝反應(yīng)器限位裝置，反應(yīng)器以幾何截面的中心為固定點(diǎn)并向外膨脹，使水平各方向的膨脹位移量最小。反應(yīng)器外壁一側(cè)在每一層催化劑處均設(shè)有檢修門，用于將催化劑模塊裝入催化劑層或更換催化劑模塊。每個(gè)催化劑層設(shè)有人孔，在機(jī)組停運(yùn)時(shí)允許進(jìn)入檢查或檢測催化劑模塊。

煙氣水平地進(jìn)入反應(yīng)器的頂部并且在轉(zhuǎn)向后垂直向下通過反應(yīng)器，反應(yīng)器進(jìn)口罩連接SCR入口煙道和反應(yīng)器本體，使進(jìn)入的煙氣更均勻地分布。作為反應(yīng)器本體的一部份，格狀整流器安裝于進(jìn)口罩和反應(yīng)器本體之間。位于反應(yīng)器內(nèi)部的催化劑層由支承催化劑模塊的鋼梁支承，將力傳遞到反應(yīng)器承重墻上。

（三）催化劑模塊安裝

1.催化劑模塊

催化劑采用蜂窩式催化劑，主要活性成分為TiO2和V2O5，少量的WO3。設(shè)計(jì)采用DBC與德國KWH公司的合資企業(yè)——東方凱特瑞催化劑有限公司（DKC）生產(chǎn)的蜂窩式催化劑。

催化劑層按2+1層設(shè)計(jì)，即兩層催化劑設(shè)計(jì)層加一層催化劑預(yù)留層。反應(yīng)器第一次運(yùn)行時(shí)只填裝兩層催化劑，當(dāng)運(yùn)行至催化劑的活性降低到低于設(shè)計(jì)值時(shí)再填裝預(yù)留層。

脫硝反應(yīng)所需的催化劑按模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)和供貨。在制造廠內(nèi)將催化劑單體安裝在金屬框架內(nèi)，每一個(gè)催化劑單體和催化劑模塊都具有標(biāo)識(shí)符號(hào)。

2.催化劑模塊安裝

用單軌吊車將旋轉(zhuǎn)90°后的催化劑模塊吊到催化劑安裝層平臺(tái)，然后用手推車將催化劑模塊推到反應(yīng)器檢修孔處，再用催化劑搬運(yùn)器將催化劑模塊就位。將催化劑吊裝到反應(yīng)器內(nèi)部。

在反應(yīng)器內(nèi)部，用人工手推將催化劑模塊沿軌道移進(jìn)到正確的位置。然后通過液壓控制降低搬運(yùn)器升降臺(tái)，將模塊放置于支撐梁上再退出；連續(xù)操作，除該層每排的最后一塊模塊外，完成該層催化劑模塊的全部安裝。

在裝載每排的最后一塊模塊之前，將搬運(yùn)器從其鐵軌上提升，并從反應(yīng)器移出，鐵軌間柵格作為安裝催化劑時(shí)操作人員的操作平臺(tái)，根據(jù)安裝位置可移動(dòng)。當(dāng)全部模塊安裝完成后，將柵格移出反應(yīng)器。

每排的最后一塊模塊此時(shí)用單軌吊車放置，催化劑安裝完畢后，移去裝載門處單軌吊車的可移動(dòng)連接軌道。將催化劑模塊之間和反應(yīng)器護(hù)板墻處的密封片安裝就位。

3.選擇合適的催化劑節(jié)距。一般當(dāng)煙氣中的灰分高于20-25g/Nm3的時(shí)候，板式催化劑板間凈空不宜小于5mm，蜂窩式催化劑凈空不宜小于6mm。當(dāng)煙氣中的灰分大約在30g/Nm3及以上時(shí)，就應(yīng)該選用更大節(jié)距的催化劑。

4.合理吹灰。催化劑的吹灰方式包括兩種：介質(zhì)吹灰和聲波吹灰。聲波吹灰的原理是利用停歇時(shí)間很短的聲波，防止灰在催化劑內(nèi)沉積。一旦催化刑內(nèi)已經(jīng)發(fā)生了堵灰情況，聲波吹灰的清灰效果就很弱。蒸汽吹灰是一種強(qiáng)力吹灰的方式，一般每班或者每天運(yùn)行一次。因此在灰分很高的情況下，推薦采用蒸汽吹灰器，并在運(yùn)行中，在燃用灰負(fù)荷偏高煤質(zhì)以及在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)增加吹灰次數(shù)。

（四）氨注射柵格（AIG）與稀釋空氣系統(tǒng)

來自氨站區(qū)域氨供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備制備的氣態(tài)氨經(jīng)稀釋空氣系統(tǒng)稀釋后由氨注射柵格（AIG）注入到SCR入口煙道中。

1.氨注射柵格AIG

本工程采用帶靜力混合器的AIG系統(tǒng)，布置于SCR入口煙道上。

完整的氨噴射系統(tǒng)，保證氨氣和煙氣混合均勻，噴射系統(tǒng)設(shè)置手動(dòng)閥和孔板流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于在調(diào)試運(yùn)行期間進(jìn)行調(diào)節(jié)，使每個(gè)噴嘴的氨流量達(dá)到運(yùn)行要求，一旦調(diào)好則固定不變。

AIG噴管固定于煙道上，AIG噴管與AIG入口管道間設(shè)置有膨脹節(jié)。AIG噴管和混合器應(yīng)在SCR入口煙道混合器段吊裝前安裝入煙道中。

2.稀釋空氣系統(tǒng)

噴入反應(yīng)器煙道的氨氣為經(jīng)空氣稀釋后的不超過5%（體積百分比）氨氣的混合氣體。本工程按每臺(tái)SCR裝置設(shè)置一臺(tái)靜力式氨/空氣混合器。

（五）防止脫硝系統(tǒng)的泄漏問題

在安裝過程中必須保證整個(gè)系統(tǒng)嚴(yán)密不漏，具體措施有：①管道、管件使用前進(jìn)行外觀檢查，表面應(yīng)無裂 紋，縮孔、重皮等缺陷。不能夠有嚴(yán)重銹蝕和凹坑，法蘭表面應(yīng)平正光潔，不能有毛刺和徑向溝痕。 ② 閥門使用前要解體檢修，將石棉盤根換成石墨盤根并經(jīng)打壓無泄露，在安裝前閥門要清理干凈。③管道與設(shè)備連接時(shí)設(shè)備必須找正固定完，以設(shè)備接口為起點(diǎn)管道向外延伸，管道連接自然，不能強(qiáng)力對(duì)接，管道重量不能壓在設(shè)備上。④管道焊接時(shí)應(yīng)墊牢固，避免焊接過程中移動(dòng)，影響焊接質(zhì)量。焊縫要嚴(yán)密，保證管道不滲漏。⑤管道的法蘭連接時(shí)必須加墊正確，嚴(yán)禁加雙墊或多層墊，墊的尺寸應(yīng)略大于閥門口徑，易漏部分加部分密封膠進(jìn)行密封。⑥脫硝系統(tǒng)安裝完后應(yīng)按設(shè)計(jì)要求完成系統(tǒng)的嚴(yán)密性和壓力試驗(yàn)檢查，防止氨氣泄漏，氨氣與空氣混合造成爆炸。