SCR脱硝系统对锅炉设备的影响分析及对策探讨.doc

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1、SCR脱硝系统对锅炉设备的影响分析及对策探讨空气污染是当前严峻的生态环境问题，电站锅炉排放NOx降低了空气质量，还容易形成酸雨。SCR脱硝装置有着脱硝效果好以及工艺水平先进等优点，在电站锅炉广泛应用。安装运行SCR的过程当中，既需要重视烟气脱硝的效率，还需要重视这一装置给锅炉经济性以及安全性带来的不良影响。当前情况下，我国火电厂在应用SCR脱硝的过程中，还需不断积累经验，提高装置安全性和运行效率。1 安装SCR脱硝系统对锅炉本体的影响及对策 SCR脱硝催化剂在反应过程中，对进入SCR反应器的烟气有特定的温度要求。反应温度不仅决定反应物的反应速度，而且决定催化剂的反应活性。适宜的温度在300-4

2、00之间，若是烟气温度大于400，容易发生催化剂烧结问题，从而失去活性；若是烟气的温度不足300，就容易增加硫酸氢铵水平，严重情况下会堵塞腐蚀锅炉。 锅炉在不同的负荷条件下，所需要燃料量和炉膛温度都各不相同，因此，烟气温度就会随之出现波动。为了满足锅炉变负荷运行时，烟气温度始终满足SCR高效脱除烟气中NOx的要求，需要改造锅炉尾部受热面及烟道，既要确保锅炉热效率不下降，又能使烟气温度符合SCR系统正常运行的要求。改造锅炉尾部受热面的具体方案可以分成两种类型，一种是改造省煤器，另一种是加装烟气旁路。（1）改造省煤器。根据锅炉运行中尾部烟道各处的温度变化，对尾部烟道进行热力计算，合理确定其吸热量，

3、重新布置省煤器的安装位置及其管束数量。改造省煤器能够在不改动管路规格以及材质的的基础上，来处理换热管路。便于根据负荷变化的具体情况来确定确定省煤器吸热量，通过这样的途径来控制烟气温度的目的。（2）加装烟气旁路，在SCR反应器进口和省煤器上部之间加装挡板门和旁路烟道。改造后，当烟气温度太低，无法满足催化剂运行要求，影响到脱硝反应正常进行时，就可以调节旁路烟道以及原烟道的挡板，将高温烟气混入低温烟气。调节SCR反应器入口处的不同温度烟气的比例，就可以有效调节进入SCR的烟气温度。这一改造常常应用于锅炉启动初期和低负荷运行时，因其会使锅炉排烟温度升高，降低锅炉热效率，故当省煤器出口烟气温度达标时，应

4、及时退出烟气旁路。2 SCR脱硝系统对锅炉钢结构的影响及对策 SCR系统应用之后会影响到烟气走向，因此需要拆除空预器与省煤器间的烟道。烟气经过SCR反应器进入到空预器。新烟道垂直向上并且连接到SCR进口烟道，再经过SCR出口烟道转向锅炉方向。（1）SCR反应器钢架。通常条件下，SCR需要添加反应器到锅炉尾部，支撑SCR反应器的是从送风机上部新增的钢架。因为锅炉尾部结构不尽相同，支撑SCR反应器的钢架有可能与空预器支撑框架相连、与锅炉钢架相连、除尘器支撑框架相连、空预器出口烟道支撑框架相连等。对支撑反应器结构设计方面，在特定条件下应当考虑对锅炉以及其他结构产生的影响，并且需要重新计算钢结构。（2

5、）锅炉钢架斜撑。有些机组缺乏应用脱硝系统的条件，锅炉尾部烟道存在斜撑，导致无法设置SCR烟道，所以需要重新设置原斜撑，从而改变锅炉钢结构，这就需要重新进行计算钢结构。3SCR脱硝系统对空预器的影响及对策 SCR脱硝系统设置在空预器的前方，烟气经过SCR之后进入到空预器的烟气侧与空气进行热量交换。烟道以及脱硝反应器都是额外添加的设备，同时脱硝系统在运行中处于负压状态，添加的SCR系统会增加引风机阻力，同时也会导致空预器漏风问题加大。 SCR脱硝的主要目的就是使SO2到SO3的氧化率尽量减少，要控制在1%以下，但是加装SCR脱硝系统后反应器出口烟气中的SO含量会增加，从而也增加了硫酸铵和硫酸氢铵的

6、生成量。硫酸氢铵属于粘性物质，温度在146-207时，硫酸氢铵会变成粘稠状液体。空预器的温段下部同冷段环节的温度与此温度较为接近。含有高灰分的锅炉烟气流经空预器时，硫酸氢铵容易粘附烟尘后附着在空预器换热元件上，轻则引起空预器换热效率下降和烟道流通阻力增大，严重情况下诱发低温腐蚀问题以及堵塞问题，甚至因未燃烬的煤粉或油雾沉积，引发空预器着火。加装SCR脱硝系统后，需要改造空预器，具体措施如下：（1）空预器换热元件需要改成两段布置，这一方案借助于加大冷端高度，涵盖液态硫酸氢铵的生成温度范围，避免硫酸氢铵在空预器受热面粘附，引发严重堵灰问题。（2）空预器的冷段材质使用波纹板。波纹板中的烟气流通属于直

7、通，烟气流通平滑波形，在运行过程中烟尘、炉渣还有硫酸氢铵等不容易出现粘附问题。一旦发生粘附，也能够通过投用空预器吹灰器在短时间内清除，因此不会堵塞受热面。（3）在钢板镀搪瓷。这项技术能够强化空预器冷段元件抗粘附的效果。搪瓷元件可以最大限度防止发生低温腐蚀问题，同时搪瓷表面比较光滑，受热元件不容易受到沾污，也利于清除。（4）定期对SCR脱硝装置进行了AIG喷氨优化调整与性能评估试验。以某厂300MW机组为例，满负荷下，脱硝效率为87.8%时，出口氨逃逸浓度为2.28L/L，出口NOx浓度为30mg/m3。经AIG喷氨优化调整后，A、B侧反应器出口截面NOx浓度CV值分别由调整前的62.1%、52.2%降低到调整后的24.5%、28.1%。SCR出口NOx分布均匀性显著提高，局部氨逃逸峰值明显下降，显著降低硫酸氢铵生成。 综上所述，SCR脱硝系统的应用，会造成一些不良影响，例如影响到锅炉安全运行，降低锅炉运行的经济性，这就需要在设计锅炉的过程当中加以综合考虑，从而使其符合安全规范，尽量减少经济性下降.3