摘要：由于機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的入口煙氣溫度低于最低噴氨溫度，造成SCR煙氣脫硝系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。因此，我公司在煙氣脫硝改造時(shí)設(shè)置省煤器煙氣旁路。在日常低負(fù)荷工況下，省煤器煙氣旁路為SCR脫硝系統(tǒng)催化劑提供最佳的工作溫度，取得了良好的效益。

關(guān)鍵詞：省煤器;煙氣旁路;SCR;低負(fù)荷;硫酸氫銨

1.概述

因SCR催化劑一般為TiO2+V2O5，其工作溫度范圍為310～400℃，最佳反應(yīng)溫度約為370℃，最低工作溫度約為300℃。脫硝系統(tǒng)入口煙溫對(duì)SCR催化劑有較大影響，脫硝入口煙氣溫度較低時(shí)，一是催化劑活性會(huì)降低;另外，還原劑氨與煙氣中的SO3反應(yīng)生成的硫酸氫銨會(huì)沉積在催化劑上，進(jìn)一步降低催化劑的活性，甚至造成催化劑不可逆的活性降低;而且，硫酸氫銨在溫度低于147～204℃時(shí)會(huì)液化成粘性極強(qiáng)的膠狀，與灰結(jié)合粘結(jié)在空預(yù)器傳熱元件上，造成堵塞和腐蝕。

在鍋爐低負(fù)荷時(shí)，SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的入口煙氣溫度低于最低噴氨溫度。如果此時(shí)噴氨，會(huì)造成脫硝效率降低，氨逃逸升高，甚至?xí)斐纱呋瘎┲卸镜群蠊?。在此種情況下，傳統(tǒng)的做法為：在鍋爐低負(fù)荷時(shí)入口煙氣溫度低于噴氨溫度時(shí)，停止噴氨。但是，面對(duì)國(guó)家越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保要求，此種做法已經(jīng)無(wú)法滿足環(huán)保要求，只適用于短時(shí)間的鍋爐低負(fù)荷，如長(zhǎng)時(shí)間處于低負(fù)荷的情況，此種方法則不適用。

2.本工程的實(shí)際狀況

根據(jù)鍋爐廠原設(shè)計(jì)的熱力計(jì)算表數(shù)據(jù)，本工程機(jī)組在不同負(fù)荷下省煤器出口煙溫設(shè)計(jì)值分別為：262℃（40%THA）、308℃（75%THA）、333℃（THA）、336℃（TRL）和342℃（100%BMCR）。機(jī)組日常運(yùn)行負(fù)荷范圍約為150～300MW，根據(jù)改造前摸底性能試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在不同負(fù)荷下省煤器出口煙溫實(shí)際測(cè)量值分別為：288℃（160MW）、311.4℃（225MW）、340℃（300MW）。機(jī)組在低負(fù)荷時(shí)省煤器出口煙溫低于SCR催化劑能適應(yīng)的運(yùn)行溫度310～400℃，無(wú)法滿足SCR脫硝催化劑的運(yùn)行要求。脫硝系統(tǒng)入口煙氣參數(shù)見(jiàn)下表。

根據(jù)上表看出，必須采取可靠措施有效提高鍋爐低負(fù)荷時(shí)的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)入口煙氣溫度，使其不低于最低噴氨溫度，方可使進(jìn)入SCR反應(yīng)器的煙氣達(dá)到或高于最低噴氨溫度310℃，達(dá)到保護(hù)催化劑和空預(yù)器的目的。根據(jù)本工程的實(shí)際運(yùn)行情況，選擇增加省煤器旁路，在低負(fù)荷時(shí)通過(guò)旁路調(diào)整來(lái)保證脫硝入口煙氣溫度高于脫硝運(yùn)行最低工作溫度，是最切實(shí)可行的方案?？梢杂行У乜刂屏蛩徜@鹽沉積在催化劑和空預(yù)器傳熱元件表面，保證脫硝催化劑和空預(yù)器傳熱元件的清潔，防止短期失效和堵塞。

3.省煤器旁路的運(yùn)行原理：

加裝省煤器旁路就是從省煤器前引出一路高溫?zé)煔猓c省煤器出口較低溫度煙氣混合，使進(jìn)入SCR反應(yīng)器的煙氣達(dá)到或高于最低噴氨溫度，達(dá)到保護(hù)催化劑的目的，同時(shí)保證對(duì)下游設(shè)備造成的影響降到最低。

省煤器高溫旁路煙道接口位置：進(jìn)口位于省煤器上部的鍋爐煙道后包墻;出口位置反應(yīng)器進(jìn)口煙道噴氨格柵前的傾斜煙道段。組成部分：每個(gè)旁路煙道上設(shè)有1個(gè)非金屬膨脹節(jié)、各1組電動(dòng)調(diào)節(jié)擋板和電動(dòng)隔離擋板門。

在省煤器旁路與省煤器出口主煙道各設(shè)置一個(gè)可調(diào)的煙氣擋板。測(cè)量省煤器進(jìn)出口煙溫，來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)省煤器旁路與省煤器出口煙道的煙氣量，以混合后煙氣溫度達(dá)到噴氨溫度為準(zhǔn)。

4.運(yùn)行控制注意事項(xiàng)：

1）正常運(yùn)行中脫硝裝置入口溫度高于310℃，保證省煤器旁路擋板處于嚴(yán)密關(guān)閉狀態(tài)，防止泄漏引起脫硝入口煙氣超溫。在脫硝裝置入口溫度低于310℃時(shí)，調(diào)節(jié)省煤器旁路擋板開(kāi)度調(diào)溫，保證該溫度在310℃以上運(yùn)行。在機(jī)組啟動(dòng)初期鍋爐點(diǎn)火后或機(jī)組滑壓停機(jī)前，可通過(guò)調(diào)節(jié)省煤器擋板開(kāi)度快速提高脫硝和空預(yù)器入口煙溫。

2）旁路開(kāi)啟后需注意鍋爐汽溫的變化并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

3）旁路擋板的調(diào)整需與低溫省煤器的調(diào)整配合進(jìn)行，保證高煙溫的熱量回收。

1、省煤器旁路的優(yōu)缺點(diǎn)：

1）優(yōu)點(diǎn)：

使低負(fù)荷時(shí)也能實(shí)現(xiàn)脫硝裝置正常投入運(yùn)行，使脫硝裝置對(duì)鍋爐的負(fù)荷適用范圍更廣泛，可以實(shí)現(xiàn)全工況投運(yùn)脫硝系統(tǒng)。

2）缺點(diǎn)：

從鋼結(jié)構(gòu)上看，加裝省煤器旁路需要對(duì)鍋爐本體的鋼結(jié)構(gòu)做移位和取消斜拉撐后的局部補(bǔ)強(qiáng)等較大改動(dòng)，必須要原鍋爐廠做鋼結(jié)構(gòu)核算。

從受熱面結(jié)構(gòu)上看，改造工程在加裝省煤器旁路時(shí)，需要對(duì)省煤器整體下移，改造工程量增大，需重點(diǎn)關(guān)注焊接質(zhì)量。

從運(yùn)行上看，在低負(fù)荷時(shí)省煤器旁路投入運(yùn)行時(shí)，理論上經(jīng)過(guò)省煤器的煙氣量變少，汽包來(lái)水溫度將有一定程度的下降，但是經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行證明，此部分影響極為微小，基本不造成影響。

在低負(fù)荷時(shí)，經(jīng)過(guò)省煤器旁路的煙氣不參與省煤器的換熱，必然造成鍋爐排煙溫度升高，但升高幅度達(dá)不到高負(fù)荷時(shí)段的排煙溫度，仍在合理范圍內(nèi)。

主煙道原設(shè)計(jì)有5個(gè)葉片的風(fēng)門擋板，用于聯(lián)合省煤器旁路煙道調(diào)節(jié)門一起調(diào)節(jié)SCR入口煙溫，后檢查發(fā)現(xiàn)下部3個(gè)葉片磨損嚴(yán)重，并詢問(wèn)運(yùn)行人員此門沒(méi)有實(shí)際開(kāi)啟過(guò)，僅開(kāi)啟省煤器旁路煙道調(diào)節(jié)門即可實(shí)現(xiàn)SCR入口煙溫達(dá)到最低噴氨溫度。經(jīng)改造廠家核算后，保留風(fēng)門擋板的上部2個(gè)葉片即可滿足配合省煤器旁路煙道調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)SCR入口煙溫的作用，對(duì)此調(diào)節(jié)門進(jìn)行了優(yōu)化，將下部3個(gè)磨損嚴(yán)重的葉片徹底割除，不再恢復(fù)，并在一定程度上降低煙道阻力。

2、改造效果：

1）脫硝改造后的脫硝效率測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表7-1，可以看出：在低負(fù)荷工況（180MW）下SCR脫硝效率仍能達(dá)到84%以上，入口煙氣溫度可以達(dá)到310℃以上。

4.結(jié)論

省煤器煙氣旁路的改造，使低負(fù)荷時(shí)也能實(shí)現(xiàn)脫硝裝置正常投入運(yùn)行，使脫硝裝置對(duì)鍋爐的負(fù)荷適用范圍更廣泛，可以實(shí)現(xiàn)全工況投運(yùn)脫硝系統(tǒng)，對(duì)于維持SCR系統(tǒng)脫硝效率有著很好的作用，在脫硝改造工程中具有較高的推廣價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：高鵬 男，河南駐馬店，助理工程師，火電廠脫硫脫硝技術(shù)管理