某厂1号炉SCR出口NOx偏差大分析及整治

徐琰

(扬州第二发电有限责任公司发电部，江苏扬州225131)

发电技术

某厂1号炉SCR出口NOx偏差大分析及整治

徐琰

(扬州第二发电有限责任公司发电部，江苏扬州225131)

某厂于2012年5月1日锅炉A修期间进行了脱硝改造，2013年和2014年春节后均发生了空预器低温段硫酸氢氨积聚造成空预器烟气侧差压上升，通过配套的高压水冲洗系统冲洗后恢复正常。文中重点介绍1号炉脱硝系统投运后偏差大状况、处理、改进措施以及解决脱硝流场偏差大的经济性分析等，为实施脱硝改造的兄弟电厂提供参考。

SCR；NOx偏差大；空预器差压

为响应国家脱硝减排的相关政策，某发电厂于2012年5月利用1号锅炉A修机会实施了脱硝改造。作为江苏省首台600 MW级脱硝改造机组，由于对氨逃逸后的危害性认识不足，2013年和2014年春节后该厂空预器低温端换热面均发生了硫酸氢氨积聚导致空预器堵塞。

1 设备概况

某发电厂一期的2×600 MW锅炉是美国BABCOCK&WILCOX公司制造的亚临界，一次再热，自然循环，平衡通风，单汽包，前后墙对冲，半露天煤粉炉。设计煤种是神府烟煤，校核煤种是晋北烟煤。该厂1号锅炉脱硝改造中标方是北京龙源公司，SCR及其辅助系统采用EPC总承包方式建造，龙源公司氨喷射系统采用自主专利的涡流混合技术。

脱硝改造配套的空预器换热面整体更换承包方是上海豪顿华，其热端换热面采用碳钢，波形为HS8；冷端换热面采用零碳钢镀搪瓷，波形为HC11e；空预器配套的水冲洗系统承包方是天津市通洁高压泵制造有限公司。

2 1号炉脱硝系统投运后偏差大状况及处理

2.1 各工况脱硝系统运行情况

（1）1号号锅炉性能试验烟气系统的主要试验测点和DCS表计位置如图1所示。

① 位置1：省煤器出口氧量（运行氧量监测点），每侧烟道4个氧化锆；

② 位置2：脱硝入口专用试验测点，用于测试烟气成分、烟温、静压测试；

③ 位置3：脱硝入口烟温、烟气成分DCS表计；

④ 位置4：脱硝出口烟温、烟气成分、静压测试、DCS表计。

图1 锅炉烟气系统试验测点位置示意图

（2）600 MW负荷烟温、氧量场标定。在600 MW负荷下，按等截面网格法原则，逐点测量脱硝进口氧量、烟温和NO，空气预热器进出口氧量和烟温以及电除尘器进口氧量和烟温，获得各烟道截面处的氧量和烟温分布，选择具有代表性的氧量和烟温测点位置，正式试验时，以这些代表点处的氧量和烟温的平均值作为整个截面的平均值。各烟道截面烟温、氧量和NO标定结果如表1—6所示。其中测孔由A侧向B侧编号，测点由里向外编号。

表1 脱硝进口A侧氧量分布 %

表2 脱硝进口A侧NO分布 （mg·m-3）

由表1—6可以看出，600 MW负荷下脱硝进口烟气成分和温度分布规律如下：

表3 脱硝进口A侧烟温分布 ℃

表4 脱硝进口B侧氧量分布 %

表5 脱硝进口B侧NO分布 （mg·m-3）

表6 脱硝进口B侧烟温分布 ℃

① 运行氧量两侧高（约3.4%～3.7%），中间低（1.9%左右），说明炉膛中部缺风，可能会导致烟气中CO成分较高。

② 烟温两侧低（350～352℃），中间高（369～370℃），可能导致的原因主要包括缺风导致燃烧中心提高，烟温升高；粉量大，生成的烟气量大。

③ 脱硝装置进口烟道内NO分布基本较为均匀。各单测孔内氧量、烟温、NO分布都比较均匀，偏差较小。

2.2 处理方法

（1）目前采用以480 MW负荷为基础确定各喷氨手动门开度。根据各负荷下的测试结果，对表盘氧量、空预器进出口烟气温度进行核对，如表7所示。

表7中，省煤器出口为图1中位置1，DCS表盘氧量；脱硝入口为图1中位置3，DCS脱硝系统入口氧量；实测为图1中位置2。省煤器出口氧量表盘值（A侧：10ATGF064，10ATGF065，10ATGF066，10ATGF067；B侧：10ATGF091，10ATGF092，10ATGF093，10ATGF094）和脱硝入口表盘值（A侧：10HSA11CQ002，10HSA12CQ002）采用平均值计算。

表7 脱硝入口氧量校核

脱硝入口A侧、B侧氧量对比如图2、图3所示。

图2 脱硝入口A侧氧量对比

图3 脱硝入口B侧氧量对比

从图2、图3可以看出省煤器出口A侧表盘氧量比实测氧量低约0.55%，脱硝入口氧量表盘值比实测值低约0.63%；省煤器出口B侧表盘氧量比实测氧量高约0.28%，脱硝入口氧量表盘值比实测值低约0.1%。

如果仪表标定没有问题的话就跟CEMS仪表没有关系，主要是因为烟道断面NOx浓度分布不均匀造成的，脱硝厂家在168 h后几乎没有做喷氨格栅调整的，要根据入口烟气量分布和NOx浓度的分布来调整喷氨格栅各个支管的开度，原理很简单，过程很复杂。目前1号炉根据试验，确定480 MW负荷，流场均匀，目前以此为基础确定各手动门开度。

（2）SCR出口CEMS两次移位。针对1号炉SCR出口NOx偏差大，主要原因是SCR进口氧量测点（单点）没有代表性，该测点直接影响NOx量计算，2013年2号炉SCR改造，进口氧量测点偏高，将其由北面移至南面，SCR出口NOx偏差有所改观。其后又将没有代表性的东西向3号、4号测点进行数次对调。

3 1号炉B修期间采取的改进措施

2015年上半年1号炉B修期间将SCR出口CEMS取样口移至空预器进口水平段（见图1，锅炉烟气系统试验测点位置示意图中点4至点5中间位置），由于测点位置靠后，解决了测点代表性问题，利于控制系统稳定，目前偏差明显改善且喷氨自动控制品质得到了改善[1]。1号炉B修后的近期SCR运行参数如表8所示。

表8 1号炉B修后近期SCR运行参数

通过表8可以发现480 MW负荷，SCR流场相对均匀，控制方面A侧、B侧晃动比值适当偏小，喷氨过量的可能性较低。

高负荷情况下，由于流场分布不均匀，喷氨过量的可能性较高，同时由于喷氨大，喷氨调门经常全开，A侧、B侧晃动比值很大，控制不是很稳定，氨逃逸也比较高。

低负荷情况下，喷氨针对相同煤种，喷氨量会相对降低，但是由于SCR内部流场分布不均匀，喷氨量晃动比值仍然较大，同时喷氨量也会出现较高的波动，从喷氨量晃动和A侧B侧的氨逃逸就可以看出。

测点的后移虽然解决了部分控制问题，但是SCR内的烟气流场分布不均，仍然没有得到改善，有的地方浓度高，有的地方浓度低，喷氨过量的可能性也大，氨逃逸也会偏高。

4 解决偏差大的安全经济性

（1）安全性：避免局部过喷氨对空预器低温段硫酸氢氨积聚，特别是不均匀堵塞的影响，空预器差压大，炉膛负压晃动大。

（2）经济性：日常空预器堵塞影响，差压上升200 Pa，按月度75%负荷率考虑影响厂用电约0.1%；另外减少空预器在线水冲洗费用,按每两年减少一次考虑，节省15万元/年；氨逃逸率过高，造成脱硝用量增大，加大机组运行成本。

（3）环保性：尽管氨可以用于阻止NOx的排放，但是氨本身的排放并不环保，若氨逃逸率大于10 mg/m3，则违反 《火电厂大气污染物排放标准》GB 13223—2011，可能会影响机组环评验收。

5 结束语

电厂脱硝投运后，SCR出口NOx偏差大就不可避免，如何防止SCR出口NOx偏差大对空预器等下游设备造成危害成为迫切需要解决的课题。某发电厂1号锅炉在2013年发生空预器冷端因硫酸氢氨沉积造成空预器均匀堵塞和2014年发生空预器冷端因硫酸氢氨沉积造成空预器不均匀堵塞，均严重威胁机组的安全生产。为给脱硝改造的同类机组提供借鉴，彻底解决偏差大的问题，且提出以下建议：（1）每侧SCR出口增加2套CEMS仪表（合计每侧3只），每侧喷氨手动门均改为调门，实现自动控制，确保所有工况下喷氨量精确，避免局部过喷氨以及氨逃逸偏高等异常；能够满足系统调整、控制以及环保需要。（2）每侧喷氨手动门均改为调门，根据脱硝性能试验各典型工况下的烟气量、喷氨量、喷氨调门开度以及同工况下不同磨组组合下的烟气量、喷氨量、喷氨调门开度建立喷氨模型。机组正常运行期间，由喷氨模型实现最佳喷氨组合，最大可能避免局部过喷氨以及氨逃逸偏高等异常。

[1]李 波.某超临界630 MW脱硝系统（SCR）运行问题及治理措施[J].江苏电机工程，2012，31（S2）：44-48.

Analysis and Remediation on the Large Deviation of NOxat the SCR Outlet in No.1 Boiler of One Power Plant

XU Yan
(Power Generation Department of Yangzhou No.2 Power Generation Co.Ltd.,Yangzhou 225131,China)

Denitration transformation was conducted in the No.1 boiler A of one power plant during May,2012.Ammonium bisulfate was accumulated in the low temperature air preheater section after the spring festival of 2013 and 2014,resulting in the rising differential pressure in the gas-side of air preheater,and this problem was solved by washing of the supported high-pressure water flushing system.This paper focused on the situation of large deviation,improvement measures as well as the economic analysis of solving the large deviation of the denitration flow after running the denitrification system in No.1 boiler.Thus,the present study could provide a reference for the denitration transformation of other power plants.

SCR;large deviation of NOx;differential pressure of air preheater

X701.3

B

1009-0665（2016）06-0092-03

徐 琰（1975），男，江苏扬州人，助理工程师，从事电厂发电部集控运行工作。

2016-07-01；

2016-08-18