火电厂尿素法SCR脱硝系统的运行与维护

摘要：本文介绍了尿素法烟气SCR脱硝工艺在330MW火电机组的应用实例，对尿素法烟气SCR脱硝系统的运行特点、调整方法、常见异常进行了总结和分析。通过加强对脱硝系统的运行调整和合理维护，保障机组脱硝设备安全稳定、环保经济运行。

　　一、脱硝系统简介

　　大唐略阳发电有限责任公司安装两台330MW燃煤机组，锅炉均为东方 锅炉(集团)股份有限公司制造的亚临界、四角切圆、自然循环汽包炉，脱硝设备采用低氮燃烧器+选择性催化还原法（以下简称：SCR）全烟气脱硝；燃烧器为低氮燃烧器，SCR反应器布置于锅炉省煤器出口与空预器之间，为高粉尘布置。

　　脱硝设备采用尿素作为还原剂，每台锅炉设一套尿素溶液热解炉，将空预器出口约300℃热一次风用电加热器加热到约600℃，尿素溶液由不锈钢喷射器雾化后喷入热解炉迅速热解，产生SCR反应器所需的氨气（以下简称：NH3）。每台炉设置1套尿素溶液计量分配装置，能精确地测量和控制输送到分解室的尿素溶液流量。

　　在设计煤种及校核煤种锅炉最大工况（BMCR）下，低氮燃烧器使SCR入口氮氧化物（以下简称：NOx）浓度小于350mg/Nm3，烟气在省煤器出口处被平均分成两路，并行进入垂直布置的SCR反应器里，向下流过均流器、催化剂层，SCR反应器使SCR出口NOx浓度小于100mg/Nm3，随后进入回转式空气预热器、电除尘器、引风机和FGD，最后通过烟囱排入大气。

　　二、SCR运行调整注意事项

　　1.SCR出口两侧烟气平均值：NOX浓度不大于100mg/Nm?；氨逃逸小于3ppm；脱硝效率不小于80%。

　　2.SCR入口烟气温度维持在300～400℃。

　　3.若机组负荷太低，SCR入口烟气温度低于295℃，为防止催化剂活性下降和大量铵盐生成，使催化剂、空预器结垢，要停止尿素热解系统和循环系统，停止向SCR反应器喷入NH3。

　　4.机组加负荷后，当SCR入口烟温超过295℃时，启动尿素循环和热解系统，继续向SCR反应器喷入NH3。

　　5.脱硝系统正常运行中，低氮燃烧器和尿素热解系统要配合使用，在锅炉燃烧稳定、飞灰含碳量不明显增加的情况下要尽可能发挥低氮燃烧器的作用，减少尿素流量。

　　6.锅炉正常运行中，尿素热解系统运行异常时，在锅炉燃烧稳定的情况下，可以将低氮燃烧器的作用发挥至最大（全开SOFA风），但要加强尾部烟道、SCR、空预器吹灰。

　　7.控制热解炉出口温度在370～390℃，最高不超过420℃。当出口温度低于350℃，应减少尿素量，开大SOFA风，控制脱硫吸收塔出口NOx小于100mg/Nm?，若SOFA风开至最大后脱硫吸收塔出口NOx超过100mg/Nm?时，要及时减负荷。当热解炉出口温度低于338℃，立即停止尿素喷枪运行。

　　8.控制热解炉入口温度不超过600℃，热解炉本体温度不超过400℃。

　　9.为防止喷氨支管及喷嘴积灰堵塞，在电加热器故障停运后，维持热一次风至热解炉门开启。

　　10.尿素喷枪应对角投入运行，增加尿素流量前应提前增加电加热器出力，减小尿素流量后应减小电加热器出力。

　　11.尿素溶液浓度在50%左右，单支喷枪出力不超过120L/h。

　　12.当氨逃逸浓度超过设定值，而SCR出口NOx浓度没有达到设定要求时，不要继续增大尿素溶液的喷射量，而应先减少尿素溶液喷射量，把氨逃逸浓度降低至允许的范围后，再查找氨逃逸高的原因，把氨逃逸率高的问题解决后，才能继续增大尿素溶液喷射量，以保持SCR出口NOx在允许的范围内。

　　13.锅炉点火后，SCR声波吹灰器立即投入运行，声波吹灰器投自动，每两个吹灰器为一组，吹扫周期为10min，8组吹灰器循环进行吹灰不间断；当锅炉停炉吹扫后，停止引风机前，停止SCR声波吹灰器。在锅炉运行期间，无特殊原因，SCR声波吹灰器应保持连续运行。

　　14.锅炉启动正常，SCR正常运行后，投入SCR蒸汽吹灰器，吹扫周期为每两天一次，第一个前夜班进行。SCR蒸汽吹灰器投入前，必须充分暖管疏水。

　　三、脱硝SCR系统常见故障及处理

　　1.发生下列情况之一时，应立即中断尿素喷射，停运脱硝系统：

　　a)SCR入口烟气温度小于295℃。

　　b)SCR入口烟气温度大于450℃。

　　c)锅炉MFT。

　　d)仪用气源故障。

　　e)热解炉出口温度＜338℃。

　　f)危及人身、设备安全时。

　　2.SCR出口NOx浓度异常

　　原因分析：

　　需氨量自动给定值异常或给定值过髙、过低；制粉系统方式变化，燃烧区温度过高，造成烟气中NOx浓度增大；尿素喷枪流量异常增大或降低；尿素喷枪雾化空气流量异常增大或降低，或尿素喷枪投入、退出运行；热解炉故障停运；热解炉尾部或喷氨格栅堵塞；热风流量过低。

　　处理方法：

　　避免手动方式大幅度调整尿素流量；检查尿素流量和NOx浓度设定是否正常；制粉系统方式变化前，提前调控尿素流量和NOx浓度设定；热解炉内温度和热解炉尾部温度异常时，检查电加热器；尿素喷枪退出运行时，查明原因、消除故障后及时投入；同流量下某支尿素喷枪调整门开度明显增大，或某支尿素喷枪流量明显偏低时，及时进行检修清理；检查尿素喷枪雾化压缩空气是否正常投入，必要时检查尿素喷枪雾化效果，雾化效果差的喷枪不得投入运行；调节热风流量在设计值左右；尿素喷枪雾化压缩空气压力低于0.5MPa时，检查雾化压缩空气系统。

　　3.热解炉电加热器超温

　　原因分析：

　　电加热器内部严重积灰、结晶；热解炉尾部或喷氨格栅结晶堵塞。

　　处理方法：

　　提高一次风系统压力，进行吹扫；减少热解炉尿素喷枪流量，设法提高热解炉尾部温度；停运尿素热解系统，疏通热解炉尾部或喷氨格栅结晶堵塞。

　　4.空预器堵塞

　　原因分析：

　　氨逃逸率大；SCR入口烟气温度低；烟气中含硫浓度大；空预器吹灰不及时。

　　处理方法：

　　开大低氮燃烧器SOFA风，降低SCR入口NOx浓度，减少喷氨量，控制氨逃逸在合格范围内；调整锅炉燃烧或增加负荷，提高SCR入口烟气温度；合理掺配入炉煤，降低烟气硫份；加强空预器吹灰。

　　5.催化剂运行故障的处理

　　催化剂压损过大，应启动吹灰器及时吹扫、疏通，吹灰无效果，当SCR催化剂总阻力超过1.5KPa，应停运脱硝系统；催化剂效率降低、氨逃逸率高应减少尿素喷射量，降低脱硝效率运行；催化剂烧结应停运脱硝系统更换催化剂；在启动、主燃料跳闸、更换燃料、大的负荷变动、停机时可能产生因为不完全燃烧或锅炉故障而产生的油雾等易燃物，如果油雾、可燃物或烟灰落到催化剂上，进而粘附在催化剂上应停炉处理。