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SCR脫硝氨逃逸在線監控裝置

運行期間對脫硝系統的關注。實踐下來，SCR脫硝裝置運行中氨逃逸率經常出現突破3ppm的情況，且不易被運行人員及時發現；待引發爐后預熱器、布袋除塵等設備上ABS(硫酸氫銨)生成與堵塞等系列問題出現后，再來糾正SCR入口有關運行參數，已為時已晚。實際上，SCR裝置一旦關門投煙氣運行，其額定參數下的脫硝能力也已基本確定。按照《火電廠煙氣脫硝技術導則》（DL/296-2011）“采用SCR工藝的脫硝裝置氨逃逸濃度宜不大于2.3mg/m3”(即<3ppm)的明確規定，如果SCR裝置投運初期額定參數下氨逃逸率就小于并接近3ppm，那么日后運行中出現突破3ppm的情況就并不稀奇。鑒于此，*有必要將“運行階段氨逃逸率控制到1ppm左右”作為一種目標需求，對SCR裝置的運行參數進行適當調控，這樣，在催化劑運行壽命期中，可期氨逃逸率出現突破3ppm的情況大為減少，對爐后設備的ABS影響也會相應減輕。本文旨在總結SCR脫硝裝置投運后降低氨逃逸率到1ppm左右的運行、管理等方面的措施與經驗，使之成為今后指導脫硝裝置運行調控的操作依據。 

二、問題

望亭電廠#3/4機組為兩套660MW燃煤機組，分別于2015年一、二季度完成超凈排放改造。其中SCR3裝置提效投運以來，氨逃逸率基本在1~2ppm，滿負荷時在3ppm左右。而SCR4裝置提效投運后，在與#3機組負荷、入口NOX濃度等基本接近的情況下，曾經一度出現過連續數月氨逃逸率在5~8ppm左右的水平，且單側噴氨量較#3機組同側比平均要多20~30kg/h。2016年1月中旬，經過督促運行燃燒調整近一個月，該參數好轉；目前，滿負荷下進口NOX濃度、氨逃逸率分別在280mg/Nm3、3ppm，低負荷下分別為170mg/Nm3、1~1.5ppm，與#3機組參數基本一致。望亭電廠#14機組為一套330MW燃煤機組，于2013年二季度完成SCR裝置加裝改造，2015年四季度完成超凈排放改造。其SCR裝置未提效改造前，氨逃逸率基本在2ppm左右，滿負荷時在3ppm左右。提效改造采用增加催化劑啟用備用層的形式，投運后，氨逃逸率基本在<1ppm運行，滿負荷時1~1.5ppm。望亭電廠# 11機組為一套310MW燃煤機組，2013年四季度完成SCR裝置加裝改造，目前尚未實施增容提效超低排放改造，仍執行排口<100mg/Nm3，但氨逃逸率基本在<1ppm運行，滿負荷時1~1.5ppm左右，少有出現>3ppm的情況。 

三、原因

造成SCR4氨逃逸濃度大于3ppm的原因比較多，除卻裝置本身的催化劑模塊箱間的安裝密封是否存在旁路逃逸可能、催化劑本身的活性和還原能力等無法克服的固有因素外，運行期間直接的也是主要的原因包括：SCR裝置入口煙氣中的NOX濃度是否超過額定設計？入口NOX濃度超過設計值時，SCR裝置往往會自動加大噴氨量，機械地實現“達標排放”。過量的氨氣，可導致氨逃逸量增加，直接危及爐后設備和系統安全運行。燃煤灰份是否超設計值？灰份如果嚴重超設計值，通過SCR裝置的飛灰量增加，若吹灰效果欠佳或不及時，可導致催化劑表面的毛細孔堵塞，或中毒、失效、失活，引發氨逃逸量增加；甚至大塊團灰集中坍塌，堵塞了催化劑的入口小孔，加劇過煙未堵催化劑的磨損，形成局部塌陷失效，氨氣隨煙氣直接從磨損塌陷處逃逸。煙氣中存在氨氣局部分布不均：煙氣流速不均勻，噴氨格柵在各噴嘴出口的噴氨流量差異較大，稀釋后的氨氣在SCR進口煙道中的二次拌和不理想，均可致使出現在反應室時的氨氣濃度存在分布不均的現象，濃度高的地方氨逃量相對就會大一些。測量裝置的取樣不具有代表性：煙道及反應室內煙氨混合氣體中的氨氣濃度分布均勻性本來就不理想，煙氣取樣測點分布較少，取樣點口部存在飛灰或ABS粘黏，所取到的煙氣樣品參數偏離實際，反應不了氨氣濃度瞬態平均水平。催化劑活性降低：鍋爐啟動過程中，煙氣中的氨鹽、硫酸、水和其它凝結物低于各自的露點溫度時，催化劑將其吸入孔內，溫度升高時，這些物質蒸發將導致催化劑孔內壓力增大，產生的機械應力可能造成催化劑損壞。因此，煙氣升溫過程中，需要快速通過水和酸的露點溫度，不能中斷，否則將引起催化劑活性不可逆轉地降低（1）。另外，煙氣溫度較低（280℃以下）情況下，煙氣中的H2O、SO2/SO3和NH3反應生成硫酸銨或硫酸氫銨（ABS）覆蓋在催化劑表面，降低催化劑的活性。鍋爐微油點火中助燃油投用時間過長，未燃盡的油霧隨煙氣進入SCR，發生氧化反應（未燃盡成份燃燒反應）而產生發熱現象（2），對催化劑造成熱損傷。當催化劑因各種運行不當因素作用而發生活性降低后，催化還原能力下降，氨逃逸率就會自然增加。運行人員素質問題：現在的運行人員宅男型、手游型比較多，缺少高質量的現場；因為害怕誤操作而不敢調節，對SCR新技術缺少認知。還有其他一些次要因素，不再贅述。鑒于此，有必要加強SCR裝置運行階段科學調控，保持和延長催化劑活性水平，將SCR裝置的氨逃逸率控制到1ppm左右，甚至以下，減輕氨逃逸后ABS生成對爐后設備的影響

SCR脫硝氨逃逸在線監控裝置